Studienergebnisse 2011-2018 - bredent-implants

Studienergebnisse 2011-2018

BioHPP®

BioHPP® - Die neue Werkstoffklasse in der Prothetik

Z U S A M M E N FA S S U N G W I S S E N S C H A F T L I C H E R E R G E B N I S S E

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Inhalt

Vorwort .....................................................................................................................................................................................................................4

Einteilung der industriellen Polymere ...........................................................................................................................................................5

1 Bestimmung werkstoffkundlicher Eigenschaften von BioHPP® ..........................................................................................................6

2 In-vitro-Untersuchungen von BioHPP® in der Teleskoptechnik ........................................................................................................ 10

3 Verbundfestigkeit zwischen PEEK und Verblendkunststoffen in Abhängigkeit von der Oberflächenvorbereitung im Scherversuch nach EN ISO 10477 .......................................................................................................................................................... 12

4 Einfluss der Herstellung auf die Bruchlast dreigliedriger PEEK-Brücken ....................................................................................... 14

5 Reinigungsstudie des Gerüstwerkstoffs BioHPP® ................................................................................................................................. 16

6 Entstehung der Oxidschicht beim Überpressen vorgefertigter Titanabutments mit BioHPP® ............................................. 18

7 In-vitro-Untersuchung viergliedriger Brücken auf Kunststoffstümpfen (TCML und Bruchtest): Vollanatomische Gestaltung aus PEEK gefräst und gepresst ............................................................................................................................................... 20

8 Überprüfung der Abzugskräfte zwischen Abutment (Titan, BioHPP®) und Käppchen (Zirkondioxid, BioHPP®) mit 4°/8° Konuswinkel zur Verifizierung verschiedener Zemente .................................................................................................... 22

9 In-vitro-Untersuchung viergliedriger Brücken auf Humanzähnen (TCML und Bruchtest) mit verschiedenen Gerüst- und Verblendmorphologien .......................................................................................................................................................... 24

10 In-vitro-Untersuchung dreigliedriger standardisierter Brücken....................................................................................................... 25

11 Bruchlast und Versagensarten von unterschiedlich verblendeten festsitzenden PEEK-Prothesen ..................................... 26

12 Bakterienanlagerung an BioHPP® ................................................................................................................................................................ 28

13 Einfluss verschiedener Oberflächenbehandlungsmethoden auf Kontaktwinkel und Oberflächenrauigkeit ................. 30

14 Studie des periimplantären marginalen Knochenverlustes bei Sofortbelastung. Vergleich der festsitzenden kompletten Bogenprothese mit Metallstruktur zu der mit Polyetheretherketonstruktur ......................................................................................................................................................................... 34

15 Klinische und experimentelle Studie eines keramisch verstärkten PEEK-Titan-Hybridabutments unter Sofort- belastung mit einer Keramikkrone .............................................................................................................................................................. 36

16 Verhalten periimplantärer Gewebe im Umfeld metallfreier Materialien: Experimentelle Studie mit Hunden ............... 39

Literaturverzeichnis .......................................................................................................................................................................................... 42

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Vorwort

Bereits seit über 35 Jahren findet PEEK als Implantatwerk-stoff Einsatz in der Humanmedizin (Fingerprothesen, Wirbelsäulenzwischenkörper und Hüftgelenksprothesen). Die Vorteile liegen in den höchst biokompatiblen Werk-stoffeigenschaften, die eine Integration der Prothesen in den Knochen ermöglichen. Darüber hinaus sind die mechanischen Werkstoffeigenschaften denen des Kno-chenskeletts sehr ähnlich.

PEEK (Polyetheretherketon) ist ein Hochleistungspoly-mer, stammt aus der Gruppe der Polyaryletherketone und stellt deren bedeutendsten Vertreter dar. PEEK ist ein bioinertes Material, das zur Implantation im mensch-lichen Körper eingesetzt werden kann. Dabei zeichnet es sich durch eine Elastizität aus, die der des menschlichen Knochens stärker ähnelt als Legierungen auf Titanbasis, wie sie beispielsweise zum Ersatz von Gelenken verwen-det werden.

Setzt man statt solcher Legierungen PEEK als Implantat-aufbau ein, mindert dies im Vergleich zu den metallischen Materialien die Belastungen, die auf den Knochen oder das Gewebe wirken. Folglich wird die Gefahr von Kno-chenresorption durch Implantate reduziert. Während

PEEK in der Chirurgie für eingangs erwähnte Indikationen schon seit Jahrzenten genutzt wird, kommt das Material in der Zahnmedizin noch nicht so lange zum Einsatz. Für die prothetische Versorgung mit Medizinprodukten auf PEEK-Basis vertreibt bredent das Material BioHPP® in Form von Pellets, Granulat und Fräsblanks für die Verarbeitung im Dentallabor.

BioHPP® ist ein speziell modifiziertes PEEK, das mit anor-ganischen Füllstoffen (bis ca. 30 %) angereichert und für die dentale Anwendung zugelassen wurde (MPG Klasse IIb). So modifizierte bredent die werkstoffspezifischen Eigenschaften für den Einsatz als Gerüstwerkstoff. Die bio-logischen Eigenschaften des Basispolymers PEEK wurden dabei nicht verändert, sondern im Hinblick auf die Werk-stoffkombinationen (z.B. Verblendkomposite und Adhä-sivverbundsysteme) und mechanischen Eigenschaften (z. B. Elastizität und Biegefestigkeit) wesentlich verbessert.

Die vorliegende Zusammenfassung verschiedener wissenschaftlicher Studien zeigt die Eigenschaften und Vorteile im Vergleich zu den üblichen Werkstoffen wie Zirkondioxid und Dentalgusslegierungen auf.

Ihre bredent group

An die Natur angepasste physiologische Gerüstwerkstoffe – Von PEEK zu BioHPP®

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Einteilung der industriellen Polymere

In der Dentalbranche wird der Begriff „Hochleistungspo-lymere“ oft missverständlich eingesetzt. Aus chemischer Sicht leitet sich die Bezeichnung von der Dauergebrauchs- temperatur her, die über 150°C liegt. In Kombination mit den überragenden mechanischen Eigenschaften zählt PEEK gegenüber Standardpolymeren und technischen Polymeren zu einer eigenen Klasse.

Dank der Beimischung anorganischer Füllstoffe steht BioHPP® ebenfalls in der höchsten Klasse und übertrifft die werkstoffspezifischen Eigenschaften von PEEK deut-lich. Mit seinen mechanischen Vorteilen (hervorragende Polierbarkeit, Stoffverbund etc.) qualifiziert sich BioHPP® besonders für den Einsatz im dentalen Bereich.

100° C

300° C

150° C

by bredent

Max. Verwendungs-temperatur

PVDFPTFE, PCTFELCP, PPSBio XSPEEKPEK

ds 2, gswhiteBioHPP®

bre.flex

Bio Dentaplast

PA46, PA 6/6T

PET, PA 6

PBT, PA 6

POM

PMP

PA11, PA12

bre.crystal HP

Polyan IC

bre.dentan HP

PPPE

PPP, PC-HT

PEI, PSU

PES, PPSU

PAI

TPIPI

PBI

PA 6-3-T

PC

PS, ABS, SAN

PMMA

PPE mod.

AmorphTeilkristallin

Abb. 1: Die Polymerpyramide veranschaulicht die Einteilung von Standardpolymeren, technischen Polymeren und Hochleistungspolymeren.

6


3

2

1

0

Abrasionsgrad

1 Bestimmung werkstoffkundlicher Eigenschaften von BioHPP 1,2)

Prof. Dr. Roland Göbel, Dr. Angelika RzannyUniversitätsklinikum JenaPoliklinik für Zahnärztliche Prothetik und Werkstoffkunde

Ziel der Arbeit war die werkstoffkundliche Untersuchung des PEEK-Kunststoffs BioHPP® in der Farbe Weiß. Neben Biegefestigkeit, Elastizitätsmodul und Härte wurden dessen Oberflächen-, Abrasions- und Verfärbungseigen-schaften sowie die Verbundfestigkeiten zu Befestigungs-kompositen untersucht.

Die Ermittlung der Abrasionsfestigkeit erfolgte mit der 3-Medien-Abrasionsmaschine (Willytec), nach der von De Gee entwickelten Abrasionsmethode. Das Probenrad wurde mit Prüfkörpern bestückt, als Vergleichswerkstoff diente eine AlMg-Legierung gleicher Härte wie Amalgam und Gradia Dentinmasse. Nach dem Einschleifen des bestückten Rades mit grobem und anschließend feinem Diamantschleifrad (Anpresskraft=15 N) wurde ein Abra-sionstest mit einer Anpresskraft von 20 N durchgeführt. Als Zwischenmedium dienten Zahnputzkörper HS RMS 11000015. Die Abrasionsneigung von BioHPP® (Abb. 2) erwies sich mit 1,5 vergleichsweise als gering (AlMg-Legierung gleicher Härte wie Amalgam=1). Daraus kann man ableiten, dass Okklusionsflächen aus BioHPP® weni-ger abrasiv beschädigt werden als bei anderen Verblend-kunststoffen. Umgekehrt werden auch die vitalen Zähne im Kontakt mit BioHPP® weniger abgenutzt als es etwa bei keramischen Werkstoffen der Fall ist.

Abrasionsfestigkeit von BioHPP® im Vergleich zu verschiedenen Verblendkompositen und Amalgam als Füllungswerkstoff

Abb. 2: Prinzipielle Darstellung der nach De Gee entwickelten 3-Medien- Abrasionsmaschine (Willytec).3

1) Vgl. Rzanny A, Goebel R, Küpper H. PEEK – ein interessanter Werkstoff und alternatives Gerüstmaterial. ZWR – Das Deutsche Zahnärzteblatt. 2015;123:608-13.2) Vgl. Rzanny A, Göbel R, Fachet M. BioHPP® – Zusammenfassende Er- gebnisse der werkstoffkundlichen Untersuchungen. Jena: Friedrich-Schiller-Universität; 2013.3) Rzanny, Werkstoffkundliche Untersuchungen, 2013, 5.4) Rzanny, PEEK – ein interessanter Werkstoff, ZWR 2015, 611.5) Rzanny, Werkstoffkundliche Untersuchungen, 2013, 9.6) Ebd., 12.

BioHPP® Komposit A Komposit B Gradia AIMg

Abb. 3: Abrasionsneigung von BioHPP® und verschiedener Verblend-komposite im Vergleich zur AlMg-Legierung. 4)

7


0,1

0

0,2

0,3

0,4

25

20

15

10

5

0

Zur Bestimmung der exogenen Verfärbungsneigung wur-den die Prüfkörper 4 Wochen in verschiedenen Stoffzu-bereitungen (Kaffee, Tee, Tabak, Rotwein, Methylenblau, Aqua dest.) bei 37 °C gelagert. Die Messung der Verfär-bung im Vergleich zur Kontrolle (trocken und dunkel bei 37 °C gelagert) erfolgte mithilfe des ShadeEye-NCC (Sho-fu, Ratingen), das auf der Grundlage des CIELAB-Systems arbeitet und die L*a*b*-Werte, die Auskunft über Farbton, Helligkeit und Sättigung geben, ermittelt. In Anlehnung an die Standardabweichung wurde die Streuung der L*a*b*-Werte um die Kontrollprobe berechnet. Der daraus ermittelte Wert wird als Verfärbungsgrad V bezeichnet. Um die Gesamtheit der Abweichung des verfärbten Prüf-körpers zu dem Kontrollprüfkörper zu erfassen, wurde aus den 3 Komponenten der Farbabstand ΔE errechnet. ΔE ist ein Maß für den unter günstigsten Bedingungen visuell erkennbaren Farbunterschied.

Die gemittelte exogene Verfärbungsneigung der unter-suchten Medien Kaffee, Tee, Tabak, Rotwein und Methy-lenblau war für novo.lign und BioHPP® mit 1,2 und 2,6 sehr niedrig (Abb. 4).

Verfärbungsneigung von BioHPP®Verfärbungsneigung ∆E

Abb. 4: Verfärbungsneigung ΔE von BioHPP® nach Lagerung in Kaffee, Tee, Tabak, Rotwein und Methylenblau.5)

Für eine geringe Plaqueanlagerung ist eine sehr glatte Oberfläche die wichtigste Voraussetzung. Nur so bleibt der Zahnersatz lange sauber und kann einfacher gereinigt werden. Für die Bestimmung der Oberflächenqualität wurden Prüfkörper von 20 mm Länge, 10 mm Breite und 3 mm Dicke verwendet und die Oberfläche wie folgt bearbeitet: Es wurde eine zahntechnische ohne kreisende Bewegung (A1), eine weitere zahntechnische mit kreisen-der Bewegung (A2) und eine zahnärztliche (B) Bearbei-tungsmethode unterschieden.

Die Oberflächenqualität erreichte sowohl mittels zahn-technischer als auch zahnärztlicher Varianten Oberflä-chenrauigkeiten von 0,04 μm (Abb. 5). Um diese hohe Oberflächenqualität zu erreichen, musste die Polierstrate-gie sehr genau eingehalten werden. Dies resultiert daraus, dass mit herkömmlichen Polierstrategien für Komposite keine akzeptablen Oberflächenrauigkeiten erzielt werden können.

Oberflächenrauigkeit und Politurverhalten von BioHPP®

crea.lign®

novo.lign®

SinfonyVita M

SR Adoro

HeraCeramBioHPP®

Abb. 5: Oberflächenrauigkeit von BioHPP® waagerecht und senkrecht zur Bearbeitungsrichtung nach unterschiedlicher Politur.6)

Oberflächenrauigkeit [µm]

Zahntechnische Instrumente Zahnärztliche Instrumente

Endstufe

Politur A1 waagerechtPolitur A1 senkrechtPolitur A2 waagerechtPolitur A2 senkrecht

Super Snap (4 Stufen) waagerechtSuper Snap (4 Stufen) senkrechtSuper Snap (4 Stufen) + Polierpaste waagerechtSuper Snap (4 Stufen) + Polierpaste senkrecht

Zahntechnische Bearbeitung mittels Handstück (A1/A2):1. Hartmetallfräser (grob-kreuzverzahnt) (REF H194GH40), geringer Anpressdruck, 6.000-8.000U/min2. Diagen-Turbo-Grinder grün (REF 34000150), geringer Anpress - druck, 6.000-8.000U/min3. Ceragum Gummipolierwalze (REF PWKG0650), ganz leichter Anpressdruck, 6.000-8.000U/min4. Ziegenhaarbürste mit Bimsstein fein klein (REF 35000550), 5.000U/min5. Ziegenhaarbürste (REF 35000550) mit Abraso Starglanz, Baumwollschwabbel (REF 35000550) ohne Poliermittel, 6.000-8.000U/min

Zahnärztliche Bearbeitung mit dem Winkelstück an der Zahnarztein-heit (B):Super Snap Polierscheiben (Shofu) in der Reihenfolge: Coarse, Medi-um, Fine, Superfine, Polierpaste DirectDia auf Super-Snap Buff Disk (Shofu) mit 10.000U/min.

8


45

40

3530

2520

1510

50

Messung der Verbundfestigkeiten von BioHPP®-Probeplättchen zu diversen Dentalwerkstoffen

Die Druck-Scher-Prüfungen wurden mit der Zwick-Uni-versal-Prüfmaschine Z 005 durchgeführt. Die Traversen-geschwindigkeit betrug 1mm/min. Pro Serie wurden 1 bis 3 Prüfkörper (Initialwert) bzw. 4 Prüfkörper (künstliche Alterung) hergestellt. Dadurch wurde die Haftfestigkeit von BioHPP® zum Verblendkomposit combo.lign und zum Befestigungskomposit DTK-Kleber bestimmt. Die Probekörper aus BioHPP® wurden mit unterschiedlichen Verfahren hergestellt. Bei dem ersten Verfahren wurden mithilfe der Presstechnik mechanische Makroretentionen in Form von Perlen und Kristallen aufgebracht. Bei der mittels CAD/CAM gefrästen Variante waren die Proben-oberflächen glatt.

Die Plättchenoberfläche aller Proben wurde mit Korund (110 µm, 3 bar) gestrahlt (siehe auch Abb. 7 und 9a):

1. BioHPP® (gefräst): 20 × 10 × 2 mm, visio.link (90 s Dentacolor XS). Auf die BioHPP®-Oberfläche wurde ein Metallring aufgesetzt, combo.lign eingebracht, 10min dunkel gelagert, 90 s im Dentacolor XS belichtet.

2. BioHPP® (gepresst mit Perlen): 20 × 10 × 2 mm, visio.link (90 s Dentacolor XS), combo.lign-Opaker (90 s Dentacolor XS), in einen auf die BioHPP®-Oberfläche aufgesetzten Metallring wurde combo.lign eingebracht, 10min dunkel gelagert, 90 s im Dentacolor XS belichtet.

3. BioHPP® (gepresst mit Kristallen): 20×10×2mm, visio.link (90 s Dentacolor XS), combo.lign-Opaker (90 s Den-tacolor XS), in einen auf die BioHPP®-Oberfläche aufge-setzten Metallring wurde combo.lign eingebracht, 10min dunkel gelagert, 90s im Dentacolor XS belichtet.

Die Verbundfestigkeit von BioHPP® zum Befestigungs-komposit combo.lign zeigt Abb. 9a. Die Druck-Scher-Festigkeiten von 25 MPa blieben auch nach künstlicher Alterung stabil. Durch aufgebrachte Makroretentionen (Perlen, Kristalle, siehe Abb. 7) kam es zu einer deutli-chen Verbundsteigerung auf bis zu 40 MPa. Die in vitro ermittelten Haftfestigkeiten von BioHPP® an Titan- und Zirkondioxid-Oberflächen (Klebstoff: DTK-Kleber) zeigt Abb. 8. Zu Titan wurden 25 MPa, zu Zirkondioxid 32 MPa gemessen, die auch nach 25.000 TLW keinen signifikanten Haftfestigkeitsabfall zeigten.

Strukturanalyse

Abb. 6: Struktur von BioHPP® 7).

Abb. 7: Prüfkörper mit unterschiedlich vorbereiteten Oberflächen von BioHPP® (links: geschliffen, Mitte: Splitter, rechts: Perlen).8)

Titan ZrO2

Druck-Scherfestigkeit [MPa] BioHPP® gefräst – DTK Kleber

1 Tag 25,000 TLW

Abb. 8: Druck-Scher-Festigkeit der Verbundvarianten BioHPP®/DTK- Kleber/Titan und BioHPP®/DTK-Kleber/Zirkondioxid nach 1 Tag und nach 25.000 TLW. 9)

9


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30

20

10

0

1 1 22 1 2 1 2 1 2 1 2

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40

3530

2520

1510

50

1.

2. 3.

7) Ebd., 18.8) Rzanny, PEEK – ein interessanter Werkstoff, ZWR 2015, 612.9) Ebd., 612.10) Ebd11) Göbel R, Rzanny A. Verbundfestigkeit zwischen verschiedenen Ver- blend- und Gerüstwerkstoffen. Darstellung werkstoffkundlicher Untersuchungen zur Verbundkombination dentaler Werkstoffe. Die Quintessenz der Zahntechnik. 2016;42(8):1064-1068.

Druck-Scherfestigkeit [MPa] BioHPP® – combo.lign

gefräst Kristalle

1 Tag 25,000 TLW

Perlen

Abb. 9a: Druck-Scher-Festigkeit von BioHPP® zu combo.lign an unterschiedlich vorbereiteten Oberflächen nach 1 Tag und nach 25.000 TLW. 10)

Gängige Gerüstwerkstoffe wie Edelmetall, Zirkondioxid oder NEM zeigen im Vergleich dazu ähnliche oder gerin-gere Verbundfestigkeitswerte, wie Abb. 9b zeigt. Dabei wurde ebenfalls die Verbundfestigkeit der Werkstoffe zum Verblendmaterial combo.lign nach künstlicher Alterung und 25.000 Temperaturlastwechseln (TLW) getestet. Ein klinisch sicheres Niveau für die Verbundfestigkeit wird nach der DIN EN ISO 10477:2005-01 bei 20 bis 22 MPa erreicht.

Anmerkung der Redaktion: Ein guter Verbund sowohl zum Verblendwerkstoff als auch zum Befestigungswerkstoff ist maßgeblich entscheidend für die Tragedauer und Langle-bigkeit des Zahnersatzes. Die Erhöhung der Oberflächen-rauigkeit ist eine notwendige Voraussetzung für eine gute Haftung.

Abb. 9b: Druck-Scherfestigkeit von combo.lign zu metallischen Gerüst werkstoffen und Polymeren.11)

Metallische Werkstoffe Polymere Werkstoffe

EMKeramik

NEM-Komposit

ZrO2-Komposit

PMMAPMMA

HIP-PMMA-Komposit

PEEK-Komposit

GoldstandardfestsitzenderZahnersatz

Standardheraus-nehmbarerZahnersatz

1 1d: 37° C2 25.000 TWL 5° C ... 55° C

Gerüst Bio Keramikgold G Wirobond C Vita In-Ceram YZ

Primer MKZ Primer MKZ Primer

Opaker Duceram Plus crea.lign Opaker crea.lign Opaker

Prüfkunststoff/Verblendmaterial combo.lign combo.lign combo.lign

Vita CAD - Temp novo.lign BioHPP®

Palabond visio.link visio.link

Opaquer combo.lign

PalaXpress combo.lign combo.lign

[MPa]

10


2 In-vitro-Untersuchungen von BioHPP® in der Teleskoptechnik 12)

Ziel der vorliegenden Arbeit war die Messung der Ab-zugskraft von zylindrischen Einzelteleskopen. Geprüft wurden der Einfluss der Alterung und der hydraulischen Wirkung auf die Haftung. In dieser Studie wurde überprüft, welche Werkstoffkom-binationen unter Berücksichtigung der Eingliederungs-häufigkeit zu einem Materialabrieb bzw. Friktionsverlust führen. Aus diesen Ergebnissen wurde eine optimale Werkstoffpaarung von Primär- und Sekundärteleskop abgeleitet. Die initialen Abzugskräfte betrugen zwischen 2 und 3 Newton. Ein höherer Wert kann bei einem Einzel-zahnteleskop zur Beschädigung des Zahnhalteapparats führen.Zusätzlich erfolgte die Erprobung und Festlegung der idealen Herstellungsvorgaben für BioHPP®-Sekundärteile in Bezug auf die Einstellung von Einbettmasse, Vorwärm-temperatur und Ausarbeitung der Innenflächen.

Dr. Franz-Josef Faber, Dr. Hubert Roggendorf, Dr. Nadine HolzerUniversität zu KölnZentrum für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde

Analyse der Friktionsverlaufskurven unter Berücksichti-gung verschiedener dentaler Gerüstwerkstoffe

Im Zugversuch wurde die Haftkraft von zylindrischen Teleskopkronen (Ø=6 mm, Höhe=5 mm) trocken und unter Wasser gemessen. Zur Überprüfung des Einflusses der Alterung wurden die Kronen repetierend gefügt und getrennt (n max=10.000 Zyklen). Im Verlauf der ersten 100 Fügezyklen wurde erstmalig nach 10 Abzügen die Haft-kraft gemessen. Im Anschluss daran wurde die Haftkraft nach 1.000 und 10.000 Zyklen einmalig gemessen. Bei einigen Kronen wurde während der ersten Prüfungen die Abzugsgeschwindigkeit variiert (10 bis 200 mm/min), um den hydraulischen Einfluss auf die Haftung der Teleskop-kronen zu prüfen.

12) Vgl. Faber FJ, Holzer N, Roggendorf H: In-vitro-Untersuchungen mit BioHPP® in der Teleskoptechnik. Köln: Universitätsklinikum, Zentrum für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde; 2013.13) Faber, In-vitro-Untersuchungen in der Teleskoptechnik, 2013.14) Ebd.15) Ebd.

Abb. 10: Primärteile aus 3 verschiedenen Gerüstwerkstoffen. 13)

Nichtedelmetall Zirkonoxid

BioHPP® gepresst BioHPP® gefräst

11


0

1

2

3

4

5

6

Abb. 11: Werkstoffpaarung für Primär- und Sekundärteleskop sowie Prüfungsverlauf.14)

Abb. 12: Abzugskräfte (Friktionsverlust) von teleskopierenden Kronen aus BioHPP® auf verschiedenen Primärkronenwerkstoffen (Zirkondioxid, CoCr, BioHPP® gepresst, BioHPP® gefräst).15)

5 SK BioHPP®

gepresst

5 SK BioHPP®

gepresst

5 SK BioHPP®

gepresst

5 SK BioHPP®

gepresst

Verschleiß durch Dauerlastmaschine (n)

n = 10

n = 100

n = 1.000

n = 10.000

Haftprüfung

Haftprüfung

Haftprüfung

HaftprüfungANOVA

Post-hoc

5 PK ZrO2 5 PK NEM 5 PK BioHPP®

gepresst 5 PK BioHPP®

gefräst

Einstellung Haftkraft 2,5 N(+/- 1,5 N)

Nach 10.000 Verschleißzyklen zeigten alle Teleskopsys-teme im Mittel klinisch akzeptable Abzugskräfte. Die Haftkräfte aller Prüfkörper stiegen während der ersten 1.000 Zyklen an. Danach blieben die Haftkräfte der Sekun-därteile auf BioHPP®-Primärteilen in etwa konstant. Die Haftkräfte der Sekundärteile auf NEM- und Zirkonoxid-Primärteilen zeigten eine höhere Variabilität von 0,72 bis 13,15 N. In Bezug auf die gemessenen Haftkräfte kann der Werkstoff BioHPP® als definitives Teleskopkronenmate-rial eingesetzt werden. In Kombination mit Primärteilen aus härteren Materialien wie Zirkondioxid oder NEM ist eine höhere Streuung der Abzugskräfte zu erwarten. Die Anwendung von BioHPP®-Primärteilen mit BioHPP®-Sekundärteilen ist zu bevorzugen.

Anmerkung der Redaktion: Die Ergebnisse zeigen, dass Pri-mär- und Sekundärteile jeweils aus BioHPP® die beste Kombi-nation hinsichtlich des Friktionsverlustes darstellen. Daraus ergibt sich für den Patienten ein sehr einfaches Eingliedern des Zahnersatzes bei optimaler Haftung. Die Anfangsfrik-tionskräfte werden durch die Expansionssteuerung bei der Herstellung der Sekundärteleskope eingestellt. Durch die Hochglanzpolitur der Innenflächen mit Pinselhaarbürsten kann je nach Anzahl der Teleskope individuell die Gesamt-friktion eingestellt werden. Ein weiterer Vorteil bei Teleskopen aus BioHPP® ist die Einfachheit der Herstellung. So ist z.B. eine nachträgliche Herstellung über einen Alginatabdruck bei bereits fest inserierten Primärteleskopen möglich.

Haftkraft in [N]

10 Zyklen 100 Zyklen 1.000 Zyklen 10.000 Zyklen

ZirkondioxidNEM

BioHPP® gepresstBioHPP® gefräst

12


3 Verbundfestigkeit zwischen PEEK und Verblendkunststoffen in Abhängigkeit von der Oberflächenvorbereitung im Scherversuch nach EN ISO 10477 16)

Die Überprüfung der Verbundfestigkeiten zwischen einem Gerüstwerkstoff, in dieser Untersuchung 3 ver-schiedene Hochleistungspolymere, wurde mittels der Druck-Scher-Prüfung unter Berücksichtigung der EN ISO 10477 ermittelt. Die Probekörper wurden aus 3 verschie-denen PEEK-Gerüstwerkstoffen hergestellt (PEEK-Optima, BioHPP® gefräst, BioHPP® gepresst). Alle 3 Werkstoffe wurden unterschiedlich konditioniert (Al2O3 und Rocatec) und anschließend mit 3 verschiedenen Haftvermittlern benetzt und polymerisiert. Auf diese vorbereiteten Ober-flächen wurden dann 3 verschiedene Opaker aufgetragen (combo.lign, combo.lign Opaquer, Sinfony). Nach der Messung wurden alle Proben mittels Thermocycling geal-tert (71h bei 37 °C), um so Rückschlüsse auf eine Tragezeit von 5 Jahren ziehen zu können.

Hochleistungspolymere auf PEEK-Basis sind alle opak und werden aus ästhetischen Gründen mit Verblendkomposi-ten verblendet. Die zu verblendenden Oberflächen wer-den zur Steigerung der Verbundfestigkeit unterschiedlich vorbehandelt. In dieser Arbeit wird der Haftverbund des Gerüstwerkstoffes mit handelsüblichen Verblendwerk-stoffen verschiedener Anbieter in Abhängigkeit von der Konditionierung bewertet.

Dr. Franz-Josef Faber, Dr. Hubert Roggendorf, Dr. Franziska ElsberndUniversität zu KölnZentrum für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde

Abb. 13: Materialkombinationen, Testablauf und Auswertung.17)

16) Vgl. Schulte F. Verbundfestigkeit zwischen verschiedenen Polyether- etherketonen und Verblendkunststoffen in Abhängigkeit von der Oberflächenvorbehandlung [Dissertation]. Köln: Universität zu Köln; 2015.17) Elsbernd (Schulte) F, Faber FJ, Roggendorf H. Bond Strength of different Composites to Polyetheretherketon (PEEK) (Poster]. Köln: Universität zu Köln; 2015.18) Ebd.19) Ebd.20) Ebd.

PEEK-OPTIMA® 1) a)

[PO] n = 140

BioHPP®Cam 1) b)

[BC] n = 40

BioHPP® for2press 2) b)

[BP] n = 40

ESPE Sil 3) c)

[ES] n = 140

visio.link 4) b)

[VL] n = 140

Solobond Plus 4) d)

[SB] n = 40

Sinfony TM)+Opaque c)

[SO] n = 60

combo.lign b)

[CL] n = 60

combo.lign +Opaque b)

[CO] n = 100

72 h H2O 37° C [IN] n = 110

Artificial Aging[TC] n = 110

Shear-BondStrength Test

ISO 10477

Multiple ANOVAPost-Hoc-Test byDuncan (p≤0,05)

Produktionsmethode1) gemahlen2) gepresst

Oberflächenbehandlung3) Rotatec TM Pre (110 µ) + Rotatec TM Soft (30 µ)2) AI2O3 (110 µ)

a) Invibio, Lancashire, United Kingdomb) bredent medical, Senden, Germanyc) 3M ESPE, St. Paul, USAd) VOCO, Cuxhaven, Germany

13


40

30

20

10

0ES/CL SB/CL VL/CL

40

30

20

10

0

40

30

20

10

0

ES/SO SB/SO VL/SO

Analyse der Verbundfestigkeit

Unter Berücksichtigung der EN ISO 10477 liegen alle Wer-te in für die klinische Anwendung akzeptablen Bereichen. Die einzige Ausnahme ist die Materialkombination combo.lign auf BioHPP® bei Verwendung des Haftvermitt-lers Solobond Plus. Vergleichbare Verbundfestigkeiten zu den Metall-Keramik-Systemen wurden nur unter Verwen-dung des Haftvermittlers visio.link erreicht.

Anmerkung der Redaktion: Die Ergebnisse zeigen, dass die Konditionierung der BioHPP®-Verblendflächen in Verbindung mit einem geeigneten Primer und Opaker äußerst wichtig ist. Da BioHPP® unverblendet stark opak ist, sollte es im sichtbaren Bereich verblendet werden. Es stehen mehrere Verblendkomposite mit speziellen Haftvermittlern zur Verfü-gung, aber die höchsten Verbundfestigkeiten werden mit der Kombination visio.link Haftvermittler mit combo.lign Opaker erreicht. Der Elastizitätsmodul von combo.lign wurde an den von BioHPP® angepasst. Nur so können Spannungen und abplatzende Verblendungen vermieden werden. Das Verwenden mechanischer Retentionen sichert die Verbund-festigkeit zusätzlich.

Abb. 14: Unter Verwendung von Sinfony+Opaker hat die Verbundfestig- keit nach der Alterung signifikant nachgelassen. Die besten Ergebnisse wurden bei der Verwendung von visio.link (p<0,05) gemessen.18)

Abb. 15: Die niedrigsten Verbundfestigkeitswerte wurden bei der Ver- wendung von Solobond Plus nach der Alterung gemessen. Die Ergebnisse von combo.lign und Sinfony+Opaker sind vergleichbar.19)

Abb. 16: In Kombination mit dem Haftvermittler visio.link werden Ver- bundfestigkeitswerte >20 MPa erreicht. Nur bei der Kombi- nation von PEEK Optima und Sinfony+Opaker fallen die Werte nach Alterung z. T. unter 20 MPa.20)

Basismaterial: PEEK Optima

Sche

rfes

tigke

it / M

Pa

Basismaterial: PEEK Optima

Sche

rfes

tigke

it / M

Pa

BC/CO BP/CO PO/SO

Verbundsystem: visio.link

Sche

rfes

tigke

it / M

Pa

PO/CO

14


4 Einfluss der Herstellung auf die Bruchlast dreigliedriger PEEK-Brücken21)

PEEK-basierte Materialien finden immer häufiger An-wendung in der Zahnmedizin. Das mittels anorganischer Stoffe verstärkte PEEK-Material BioHPP® kann auf unter-schiedlichen Wegen verarbeitet werden: BioHPP® kann aus Granulat oder Pellets verpresst werden oder aus industriell angefertigten CAD/CAM-Blanks herausgefräst werden. Ziel dieser Untersuchung war ein Vergleich der Stabilität von Brücken, die mit diesen drei Herstellungs-methoden gefertigt wurden.

Für die Untersuchung wurden dreimal 15 formkongru-ente Brücken hergestellt. Ein standardisiertes Brücken-modell von regio 24-26 stellte die Basis dar (Abb. 17). Nach dem Scannen (Ceramill Map 400, Amann Girrbach, Koblach, Österreich) erfolgte die Konstruktion der Brü-cken (Ceramill Mind, Design-Software, Amann Girrbach), wobei auf eine Verbinderquerschnittsfläche von 16mm² geachtet wurde. Die okkluso-gingivale Höhe der Verbin-der betrug 4,45mm, die vestibulo-orale Breite 3,60mm. Auf der Kaufläche des Zwischengliedes wurde eine leichte Vertiefung konstruiert, sodass an dieser Stelle für die Er-mittlung der Bruchlast eine Stahlkugel mit einem Durch-messer von 5mm einwandfrei zum Liegen kam (Abb. 19).

Hierdurch wurde ein 3-Punkt-Kontakt zwischen der Stahlkugel und der Kaufläche sichergestellt. Mit dem Datensatz erfolgte das Formschleifen von 15 Brücken aus dem BioHPP®-Blank (breCAM.BioHPP®, bredent) sowie von 30 Brücken aus Wachs (breCAM.wax, bredent) auf der Fräsmaschine (ZENO 4030 M1, Wieland Dental + Technik, Pforzheim).Auf die Wachsbrücken wurden nach Herstellerangaben Zuführungskanäle zum Objekt angewachst. Die Wachs-brücken wurden nach dem Zufallsprinzip gleichmäßig in zwei Gruppen aufgeteilt und mit speziellen Muffeln für BioHPP®-Granulat (bredent) oder BioHPP®-Pellets (bre-dent) eingebettet (Brevest for2press, bredent).

Dr. Bogna Stawarczyk, Dr. Timea Wimmer, ZT Marlis EichbergerLudwig-Maximilians-Universität MünchenPoliklinik für Zahnärztliche Prothetik

Abb. 17: Konstruierte Brücke auf dem Modell.22)

Abb. 18: BioHPP® in den 3 verschiedenen Darreichungsformen Granulat, Pellet und Blank.23)

21) Vgl. Eichberger M, Wimmer T, Stawarczyk B. Sind die Eigenschaften von BioHPP®-Restaurationen immer gleich oder hat die Verarbeitungs- technik einen Einfluss? Untersuchung anhand der Stabilität von Brü- cken. Die Quintessenz der Zahntechnik 2014; 40:588-98.22) Ebd., 591.23) Ebd., 590.24) Ebd., 593.25) Ebd., 595.26) Ebd., 594.27) Ebd., 594.28) Ebd., 595.Abb. 19: BioHPP®-Brücke während der Prüfung.24)

15


0

500

1000

1500

2000

2500

3000Nach der Bruchlastmessung wurden die Werte statistisch mittels der einfaktoriellen ANOVA und dem Post-hoc-Test nach Scheffé ausgewertet. Um die Zuverlässigkeit der Brücken zu definieren und miteinander zu vergleichen, wurde zusätzlich die Weibull-Statistik (Weibullmodul) berechnet. In allen Tests wurden p-Werte von weniger als 5% als statistisch signifikant betrachtet. Die Daten wurden mit dem Statistikprogramm SPSS, Version 20 (SPSS INC, Chicago, IL, USA) analysiert.

Aus BioHPP®-Blanks maschinell herausgefräste Brücken und die aus Pellets gepressten Brücken zeigten höhere mechanische Stabilitäten als die aus BioHPP®-Granulat gepressten Brücken. Ein weiterer Vorteil der CAD/CAM-Rohlinge ist die industrielle Herstellung des Materials mit einer gleichbleibenden Qualität ohne Porositäten und Einschlüsse. Als Vorteil der Presstechnik sind bei BioHPP® Indikationsbereiche anzusehen, die maschinell mittels CAD/CAM nur schwer umgesetzt werden können. Unabhängig von der Herstellungsmethode lieferten die untersuchten dreigliedrigen PEEK/C-Brücken vielverspre-chende Bruchlastwerte für die klinische Anwendung.

Anmerkung der Redaktion: Die hohen Bruchlastwerte können nur mit keramisch verstärkten (veredelten) PEEK-Varianten erreicht werden. Die anorganischen Füllstoffe sind dafür maßgeblich verantwortlich. Bei Vergleichbaren Untersuchungen mit PEEK wurden Bruchfestigkeiten von ca. 1.360 N erreicht. Bei der Presstechnik kann noch zusätzlich mehr Verbundfestigkeit durch Verwendung mechanischer Retentionen erreicht werden. Dazu kommt die höhere Flexi-bilität bei der Herstellung größerer Gerüstkonstruktionen. Bei der Presstechnik ist auch die Herstellung von individuellen Abutments mit dem Überpressverfahren möglich. Ein wei-terer Vorteil der Presstechnik ist die Herstellungszeit gerade bei größeren Gerüstkonstruktionen.

Abb. 20: Zusammenfassung aller verwendeten Materialien.25)

Abb. 21: Balkendiagramm (Mittelwert, Standardabweichung) der erzielten Bruchlastwerte der unterschiedlich hergestellten form- kongruenten Brücken.26)

Produkt Hersteller Lotnummer Zusammensetzung

Brückenmaterial Brückenmaterial breCAM.BioHPP® Blank

bredent Senden

381115 Polyetheretherketon mit 20 Gew.% keramischen Anteilen

BioHPP® Pellets 379806

BioHPP® Granulat 381125

Befestigungs-material

Variolink II Ivoclar VivadentEllwangen

R35481/P84939 Bis-GMA, UDMA, TEGDMA, anorganische Füllstoffe (Bariumglas, Ytterbiumtrifluorid, Ba-Al Fluorsilikatglas, sphäroides Mischoxid), Katalysatoren, Stabilisatoren, Pigmente

Bruchlast (N) von dreigliedrigen PEEK-Brücken

CAD/CAM Pellet Granulat

Mittel-wert

Standard-abweichung

Min Median Max Weibull-Modul

CAM.BioHPP® Blank

2354 422 1571 2384 3169 2527

BioHPP® Pellets 2011 353 1388 2026 2660 2155

BioHPP® Granulat 1738 439 1187 1591 2631 1902

Abb. 22: Deskriptive Statistiken mit signifikanten Unterschieden der gemessenen Bruchlastwerte der Brücken sowie die Weibull- verteilung, alle Werte in Newton.27)

Abb. 23: Links spontane Fraktur einer gefrästen breCAM.BioHPP®- Brücke, rechts plastische Verformung einer aus BioHPP®- Granulat hergestellten Brücke.28)

16


1,5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

,0

,5

1,0

** *

*

,0

,05

,10

5 Reinigungsstudie des Gerüstwerkstoffs BioHPP®29,30)

RotweinCurryCHX

BioHPP® uni.lign® crea.lign®

Mittels dieser Studie wurden die am besten geeigneten Reinigungsverfahren im Hinblick auf die Verfärbungsnei-gung untersucht. Die handelsüblichen Reinigungsmetho-den wurden in die Bereiche Zahnarzt, Zahntechnik und die Möglichkeiten des Patienten unterteilt, um daraus entsprechende Empfehlungen ableiten zu können.

Als erstes wurden die Probekörper (15x3mm) nach Herstellerangaben produziert. Alle Probekörper wurden nach einem materialspezifischen Politurprotokoll auf Hochglanz poliert. Die Qualität der Politur wurde mit einem Laserscanmikroskop gemessen (Abb. 24). Nach der Messung wurden alle Proben in unterschiedlichen Supensionen bei 37 °C 7 Tage lang gelagert (Rotwein, Curry, Chlorhexidin). Die so gealterten Proben wurden mit einem Farbmessgerät durchgemessen. Darauf folgte die Reinigung der Proben mit den verschiedenen Reinigungs-verfahren sowie die Endmessung mit Angabe der Rauheit und des Verfärbungsgrades.

Die Oberfläche des Gerüstwerkstoffs BioHPP® lässt sich signifikant besser polieren als die Oberfläche von uni.lign und crea.lign®. Des Weiteren wurden bei BioHPP® signifi-kant weniger Verfärbungen detektiert als bei uni.lign und crea.lign und der Gerüstwerkstoff lässt sich durch Reini-gung signifikant besser in seine farbliche Ausgangssitua-tion zurückversetzen. Als beste Reinigungsmethoden für BioHPP® und uni.lign® eignen sich:

Patient: weiche und mittelharte ZahnbürsteLabside: Nadelreinigung und UltraschallbadChairside: Air-Flow Comfort und Air-Flow Plus

Dr. Bogna Stawarczyk, Dr. Sina Heimer, Dr. Anja Liebermann, ZT Marlis EichbergerLudwig-Maximilians-Universität MünchenPoliklinik für Zahnärztliche Prothetik

29) Vgl. Heimer S. Polierbarkeit und Reinigungsmethoden des Hochleis- tungswerkstoffes Polyetheretherketon (PEEK) [Dissertation]. München: Ludwig-Maximilians-Universität; 2017.30) Vgl. Heimer S. Zwischenergebnisse der Reinigungsstudie des Gerüst- werkstoffes BioHPP. München: Ludwig-Maximilians-Universität; 2014.31) Ebd.32) Ebd.33) Ebd.34) Quick Reference Card für die Zahnarztpraxis. Leitfaden zur Orientie- rung bei der Anwendung von BioHPP®. bredent GmbH & Co. KG, Senden; 2017.

Ausg

angs

ober

fläch

enra

uigk

eit [

µm]

Abb. 24: Ausgangsoberflächenrauigkeit in µm.31)

BioHPP®

Del

ta_E

2_RA

1 weiche Zahnbürste2 mittelharte Zahnbürste3 Ultraschallzahnbürste4 Nadelreinigungsgerät5 Vibrationsbecher6 Ultraschallbad7 Glanzstrahlen8 Handscaler9 Sonicsys10 Air-Flow Plus11 Air-Flow Comfort

Abb. 25: Rauheitsmessung nach der ersten Reinigung in µm.32)

17


,0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

2,0

3,0

1,0 **

*

* *

BioHPP®

Del

ta_E

2_SP

N

Abb. 26: Verfärbungsraten von BioHPP® nach der jeweiligen Reinigungs- prozedur.33)

1 weiche Zahnbürste2 mittelharte Zahnbürste3 Ultraschallzahnbürste4 Nadelreinigungsgerät5 Vibrationsbecher6 Ultraschallbad7 Glanzstrahlen8 Handscaler9 Sonicsys10 Air-Flow Plus11 Air-Flow Comfort

Anmerkung der Redaktion: „Es hat sich herausgestellt, dass die Patienten mit Zahnersatz aus BioHPP® die beste Reini-gungsleistung erzielen, wenn sie täglich weiche bis mittel-harte Zahnbürsten verwenden. Bei dieser Reinigungsvarian-te ist eine Aufrauhung und nachträgliche Politur nicht nötig. Die Verwendung einer Ultraschallzahnbüste ist nicht zu empfehlen, da sich hier rauhere Oberflächen bilden. Für das Dentallabor hat sich herausgestellt, dass die Ultraschallbä-der und Nadelreinigungsgeräte den Zahnersatz aus BioHPP® am besten säubern. Auch hier muss keine nachträgliche Politur erfolgen. In der Zahnarztpraxis können die BioHPP®-Oberflächen mit dem Air-Flow Comfort oder Air-Flow Plus gereinigt werden. Die Oberflächen werden dabei etwas aufgerauht, weshalb eine nachträgliche Hochglanzpolitur erfolgen sollte. Praktische Informationen zur Reinigung sind in der Quick Reference Card für die Zahnarztpraxis darge-stellt.34)

RotweinCurryCHX

18


6 Entstehung der Oxidschicht beim Überpressen vorgefertigter Titanabutments mit BioHPP® 35)

In dieser Arbeit wurde die Gefügeveränderung konfektio-nierter Titanteile (Grad 4) untersucht, die bei der Herstel-lung individueller Einzelzahnabutments im Überpressver-fahren verwendet werden. Das Verarbeitungsprotokoll für das Überpressen setzt eine Einbettung mit anschlie-ßender Wärmebehandlung voraus. Diese Wärmebehand-lung kann einen negativen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften von Titan Grad 4 haben. Zusätzlich wurden die Entstehung einer Alpha-case-Schicht untersucht sowie die Spaltentstehung zwischen BioHPP® und Titan- abutment.

Die Titanabutments (SKY elegance) wurden laut Her-stellerangaben mit dem for2press-System und BioHPP® überpresst. Bei der 1. und 3. Serie wurde eine maximale Vorwärmtemperatur von 630°C eingestellt, bei der 2. Serie eine Vorwärmtemperatur von 850 °C. Alle Probe-körper wurden in Kunststoff eingebettet. Davon wurden Schliffbildpräparate erstellt, die unter dem Mikroskop auf Gefügeveränderungen untersucht wurden. Zusätzlich wurden Härteverlaufsmessungen durchgeführt, um eine mögliche Aufhärtung und somit Gefügeveränderung be-weisen zu können. Die Entstehung von Titan, Aluminium und Sauerstoff wurde mithilfe des EDX-Linienspektrums nachgewiesen.

Untersucht wurden zwei Proben pro Modellation und Serie (insgesamt 10 Proben). Sowohl die Proben der ersten als auch der letzten Serie wiesen keine nennens-werte Alpha-case-Schicht auf. Es lag lediglich eine dünne Titanoxidschicht vor.

Prof. Dr. I.-M. ZyllaHochschule OsnabrückLabor für Metallkunde und Werkstoffanalytik

Abb. 27: Fertig angestiftete elegance Titanbasen (links) und nach dem Überpressen mit BioHPP® (rechts).36)

Abb. 28: Lichtmikroskopische Aufnahme des Titangefüges nach einer thermischen Belastung von 630 °C.37)

Proben: Auftrag Nr. 22131878 vom 27.09.2013Modellation: WachsÄtzung: Ätzmittel nach KrollVergrößerung: 100 : 1Gefüge: im Retentionsbereich 1. α – Mischkristall 2. Oberfläche α – Case frei

35) Vgl. Zylla, IM. Entstehung der Oxidschicht beim Überpressen vorgefertigter Titanabutments mit BioHPP®. Osnabrück: Hochschule Osnabrück, Labor für Metallkunde und Werkstoffanalytik; 2014.36) Bilder bredent GmbH & Co. KG, Senden.37) Zylla, Entstehung der Oxidschicht, Osnabrück, 2014, 2.38) Ebd., 8.39) Ebd., 11

2

1

19


0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

Proben: Auftrag Nr. 12839958 vom 14.03.2014Modellation: PiKuÄtzung: Ätzmittel nach KrollVergrößerung: 100 : 1Gefüge: im Retentionsbereich 1. α – Mischkristall mit nadelförmigen Ausscheidungen 2. α – Case Schicht 3. Titanoxid Schicht 4. Härte-Weg Verlauf

Abb. 29: Titanbasis SKY elegance mit Markierung der Verlaufslinie der Kleinlasthärte im Lichtmikroskop.38)

Bei Serie 2 wurde eine ca. 40 μm dicke Alpha-case-Schicht nachgewiesen (Abb. 29), was den ermittelten Kleinlast-härtewerten zu entnehmen ist (Abb. 30). Insgesamt wies das Titangefüge gravierende Veränderungen auf. In den Körnern des Alpha-Mischkristalls lagen nadelige sauer-stoffhaltige Ausscheidungen vor. Diese entstehen durch Reaktion mit eindiffundierenden Gasen bei höheren Tem-peraturen. Zu beachten ist auch der relativ hohe Anteil an Al2O3-Partikeln (Strahlmittel) an der Abutmentoberflä-che, was Einfluss auf die Verbundfestigkeit haben könnte.

Anmerkung der Redaktion: Die Untersuchung hat gezeigt, dass bei einer Vorwärmtemperatur von max. 630 °C keine Alpha-case-Schicht an der Oberfläche des Titanabutments entsteht. Eine Alpha-case-Schicht ist unerwünscht, da diese durch ihre hohe Härte spröde Eigenschaften aufweist und zu Rissen und Spätschäden bei Belastungen führen kann. Wird die Temperatur des Vorwärmofens für die Einbettmas-senmuffel nicht kontrolliert und so eine höhere Temperatur erreicht, entstehen intermetallische Mischkristalle im Inneren des Titangefüges. Durch diese Gefügeveränderung reduzie-ren sich die mechanischen Werte und es kann zu Beschä-digungen am mit BioHPP® überpressten Titanabutment kommen. Die Titanlegierung (Grad 4) der Abutmentbasis SKY elegance erfüllt diese Anforderungen und kann einge-bettet, vorgewärmt und überpresst werden.

Abb. 30: Ergebnisse der Kleinlasthärteverlaufsmessung (siehe auch Abb. 29).39)

Kleinlasthärte – Weg Verlauf

Abstand von der Titanaußenkante in mm

Klei

nlas

thär

te H

V 0,

05 (0

,46

N B

elas

tung

)

20


7 In-vitro-Untersuchung viergliedriger Brücken auf Kunststoffstümpfen (TCML und Bruchtest): Vollanatomische Gestaltung aus PEEK gefräst und gepresst40)

Das Ziel der Studie war die Beurteilung des Verhaltens unverblendeter viergliedriger Brücken, die vollanato-misch aus PEEK hergestellt wurden. Die beiden zu un-tersuchenden Serien unterschieden sich hierbei in der PEEK-Verarbeitung. Bei einer Serie wurden die Brücken aus PEEK gefräst, bei der anderen aus PEEK gepresst. Das Hauptaugenmerk lag auf der Dimensionierung der Verbinderquerschnitte, um so die maximal mögliche und sinnvolle Brückenspannweite für definitiv befestigte BioHPP®-Brücken zu bestimmen.

Zur Vorbereitung der Untersuchung wurden beweglich gesockelte Kunststoffpfeiler mit einer Lückenbreite von 17mm und mit einer abgerundeten Stufe gefertigt (pro Serie 8 Proben). Danach wurden die Pfeiler mit Al2O3 bei 110 µm/2 bar und Heliobond (Ivoclar Vivadent) vor-behandelt. Die Innenseiten der Brückenanker wurden ebenso präpariert und zusätzlich mit visio.link (bredent) bestrichen. Im Anschluss wurden die Brücken adhäsiv mit Variolink II (Ivoclar Vivadent) zementiert. Die drei Konnek-torbereiche der viergliedrigen Brücken (Abb. 31) wurden für alle untersuchten Brücken gleich gestaltet.

Die Dimensionen der Konnektorbereiche von palatinal nach bukkal betrugen im Mittel 4.97mm (1), 4.44mm (2) und 4.95mm (3). Der Durchmesser von okklusal nach basal belief sich im Mittel auf 3.64mm (1), 3.91mm (2) und 3.73mm (3). Die Konnektorfläche nahm im Mittel 13.55mm2 (1), 13.59mm2 (2) und 13.55mm2 (3) ein. Im Bereich der Zwischenglieder befand sich die längste Verstärkungsstrecke mittig im Bereich der Zentralfissur bis zur basalen Auflage (Abb. 32). Diese Gestaltung hatte sich in vorherigen Untersuchungen bezüglich der Bruchfestig-keit als optimal erwiesen.

Prof. Dr. Carola Kolbeck, Priv.-Doz. Dr. Dipl.-Ing. (FH) Martin RosentrittUniversitätsklinikum RegensburgPoliklinik für Zahnärztliche Prothetik

Abb. 31: Dimensionierung der Konnektorbereiche (schwarze Markie- rungen).41)

40) Vgl. Kolbeck C, Rosentritt M. In-vitro-Untersuchung viergliedriger Brücken auf Kunststoffstümpfen (TCML und Bruchtest): Vollanatomi- sche Gestaltung aus PEEK gefräst bzw. gepresst. Regensburg: Uni- versitätsklinikum Regensburg, Poliklinik für Zahnärztliche Prothetik; 2011.41) Ebd., 4.42) Ebd., 4.43) Ebd., 9.44) Ebd., 745) Ebd., 9.

Abb. 32: Dimensionierung eines Zwischengliedes.42)

21


Nach der Vorbehandlung wurden die verklebten Brücken einer künstlichen Alterung entsprechend einer fünfjäh-rigen klinischen Tragedauer unterzogen (1.2 x 106 x 50 N mechanische Belastungen und 2 x 3.000 x 5 / 55 °C ther-mische Wechsellasten). Die Bruchlastmessung erfolgte mit einer Zug-Druck-Prüfmaschine (Zwick).

Als Bruchkraft, bei der die Konstruktionen versagten, wurden die Werte der basalen Rissbildung betrachtet (siehe Abb. 33-35). Vor der Rissbildung der Brücken traten akustische Versagenhinweise auf, die möglicherweise auf innere Spannungen des Systems hinwiesen. Dabei gaben die Konstruktionen nach, ohne dass es zu sichtbaren Beschädigungen kam. Infolge der Biegung der Brücken wären Verblendkunststoffe bei diesen Belastungswerten vermutlich abgeplatzt.

Die Kraft, die zur basalen Risserzeugung notwendig war, lag bei den gefrästen Brücken im Mittelwert um ca. 100 N höher als bei den gepressten Brücken. Es kann ver-mutet werden, dass die gefrästen Konstruktionen weniger elastisch waren (weiterer Kraftaufbau nach Rissbildung bis zur Fraktur möglich) bzw. weniger innere Spannungen aufwiesen (keine Frakturgeräusche).

Eine vollanatomische Konstruktion zahnfarbener Brücken aus PEEK eignet sich im Hinblick auf die Festigkeit der Brückenkonstruktionen als mögliche metallfreie Versor-gungsalternative.

Anmerkung der Redaktion: Anhand dieser Studie konnte der Gerüstwerkstoff BioHPP® für die Indikation festsitzende Brücke mit einer max. Brückenspannweite von 16mm unprä-parierter Pfeilerzähne freigegeben werden. Zusätzlich sollten die Konnektorflächen von 14mm2 im Seitenzahnbereich nicht unterschritten werden. Um mehr Sicherheit bei der Ver-bundfestigkeit zwischen Verblendkomposit und Gerüstwerk-stoff zu bekommen, sollte zwischen der Zentralfissur und der basalen Auflage die längste Verstärkungsstrecke liegen, um die Kaukräfte gut aufnehmen zu können.

Abb. 33: Fraktur einer mittels CAD/CAM hergestellten BioHPP®-Brücke.43)

Abb. 34: Messwerte der Bruchlast (in Newton) gepresster BioHPP®- Brücken.44)

n Kraftabfall ohne sichtbareBeschädigung

BasaleRissbildung

BruchGerüst

1158 1567 –

2 997 1475 –

3 979 1433 –

4 871 1325 –

5 – 1327 –

6 980 1583 –

7 1149 1407 –

8 – 1361 –

Abb. 35: Messwerte der Bruchlast (in Newton) gefräster BioHPP®- Brücken.45)

n BasaleRissbildung

BruchGerüst

9 1538 1850

10 1734 1734

11 1540 1638

12 1338 –

13 1855 1868

14 1639 1639

15 1442 –

16 1385 1680

22


8 Überprüfung der Abzugskräfte zwischen Abutment (Titan, BioHPP®) und Käppchen (Zirkondioxid, BioHPP®) mit 4°/8° Konuswinkel zur Verifizierung verschiedener Zemente46)

Bei dieser Untersuchung wurde die Haftfestigkeit im Zug-versuch verschiedener Befestigungsmaterialien (Zemente, Adhäsive, Komposite) in Abhängigkeit von verschiedenen Konuswinkeln (4°, 8°) und zwei verschiedenen Abutment-werkstoffen (Titan, BioHPP®) untersucht. Als Kronenwerk-stoffe wurden Zirkondioxid und BioHPP® verwendet. Aus den ermittelten Festigkeitswerten konnte abgeleitet werden, ob sich ein bestimmter Befestigungswerkstoff für temporäre oder definitive Anwendungen eignet. Darüber hinaus wurde auch die Vorbehandlung der Abutments und Kronen mit verschiedenen Haftvermittlern analysiert.

Die Titanabutments wurden nach einem Muster der Firma Straumann als Grundlage für die Abzugsversuche hergestellt. Die Gestaltung glich einem konfektionierten Abutment mit 4° bzw. 8° Konuswinkel. Die Proben wur-den gereinigt und jeweils 8 Käppchen mit den verschie-denen Zementen auf den Abutments fixiert. Während des Zementierens wurde das Käppchen einem konstanten Druck von 15 N ausgesetzt. Die zementierten Proben wurden für 24 h im Brutschrank bei 37 °C unter einem feuchten Tuch gelagert, danach wurden sie axial mit 1mm/min abgezogen. Die Vorbehandlung der Proben erfolgte in allen Fällen im zahntechnischen Labor mit den dort vorhandenen Geräten. Die Titanabutments und die BioHPP®-Kappen wurden mit 110 µm Al2O3 gestrahlt. Je Gruppe wurden 8 Prüfkörper mit 4° und 8° untersucht.

Folgende Zemente wurden getestet:1) Zinkoxyd-Eugenolfrei (Temp-Bond, Kerr) ohne Vorbe- handlung2) Zinkoxyd-Eugenolfrei (Temp-Bond, Kerr) mit visio.link Aktivierung (Polymerisation 90s)3) Silikon-A basiert (TempoSIL 2, Coltène) ohne Vorbe- handlung4) Silikon-A basiert (TempoSIL 2, Coltène) mit visio.link Aktivierung (Polymerisation 90s)

Priv.-Doz. Dr. Dipl.-Ing. (FH) Martin RosentrittUniversitätsklinikum RegensburgPoliklinik für Zahnärztliche Prothetik

46) Vgl. Kolbeck C, Rosentritt M. Versuch zur Überprüfung der Abzugs- kräfte zwischen Abutment (Titan, Bio HPP®) und Käppchen (ZrO2, Bio HPP®) mit 4°/8° Konuswinkeln zur Verifizierung verschiedener Zemente. Regensburg: Universitätsklinikum Regensburg, Poliklinik für Zahnärztliche Prothetik; 2013.47) Ebd., 3.48) Ebd., 4.49) Quick Reference Card für die Zahnarztpraxis. Leitfaden zur Orientie- rung bei der Anwendung von BioHPP®. bredent GmbH & Co. KG, Senden; 2017.

23


0,00

100,00

200,00

300,00

0,00

BioHPP®

100,00

200,00

300,00

ZrO2

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00Bei den temporären Befestigungsmaterialien wurde in allen Varianten mit TempoSIL 2 (Coltène) eine signifikant (p<0,007) höhere Haftkraft als mit Temp-Bond (Kerr) erzielt (Abb. 36). Nur bei TempoSIL 2 ergab sich, wenn visio.link eingesetzt wurde, ein signifikanter Unterschied (p=0,025) zwischen den Winkeln von 4° und 8°.Bei der Verwendung von Temp-Bond lag der zurückblei-bende Zementanteil auf dem Implantat bei den vergleich-baren Gruppen immer höher, mit einer Ausnahme (Tem-poSIL 2: 8°). Wurde visio.link eingesetzt, lag der Anteil des Zementrestes bei Temp-Bond immer höher, bei TempoSIL 2 immer niedriger im Vergleich zum Einsatz ohne Bonder.

Analog wurden auf formgleichen BioHPP®-Abutments Kappen aus Zirkondioxid und BioHPP® mit definitiven Ze-menten verklebt (Zinkphosphatzement Harvard, Harvard; Glasionomerzement Ketac Cem, 3M).

Bei der Zementierung zeigte Zirkondioxid im Vergleich der Käppchenwerkstoffe bei allen Gruppen signifikant (p< 0,024) höhere Abzugswerte, nur bei 8° mit Harvard-Befestigung lagen keine signifikanten (P=1,000) Unter-schiede zwischen Käppchen aus BioHPP® und Zirkondio-xid vor (Abb. 37).

Nach dem Abzugsversuch verblieben auf dem Implan-tat Zementrestanteile zwischen rund 10% (Ketac Cem/Zirkondioxid/4°+8°) und 55% (Ketac Cem/BioHPP®/4°+8° und Harvard/BioHPP®/4°). Bei Verwendung des BioHPP®-Käppchens lagen die Zementrestwerte im Allgemei-nen höher als bei Einsatz des Zirkondioxid-Käppchens. Zwischen den Varianten mit 4° und 8° konnte kein Unter-schied festgestellt werden.

Anmerkung der Redaktion: Zur temporären Befestigung von BioHPP® auf Titanabutments eignet sich TempoSIL 2 sehr gut. Eine Vorbehandlung mit visio.link ist bei TempoSIL 2 nicht notwendig. Bei der definitiven Befestigung mit Ze-menten wurden bei den Zirkondioxid-Käppchen auf Titan-abutments höhere Abzugswerte erreicht. Bei 8° Konuswinkel lagen keine Unterschiede vor. Auch bei der Verwendung von KetacCem wurden akzeptable Haftfestigkeitswerte erreicht.Die Ergebnisse dieser Studie wurden in Form einer Quick Reference Card als Zusatzinformation für den Zahnarzt bereitgestellt.49)

Abb. 36: Abzugsfestigkeit temporär verklebter BioHPP®-Kronen auf Titanabutments mit 4°/8° Konuswinkel.47)

Abb. 37: Abzugsfestigkeit definitiv zementierter BioHPP®-/Zirkondioxid- Kronen auf BioHPP®-Abutments (4°/8° Konuswinkel).48)

Tempbond

Mitt

elw

ert K

raft

[N]

Zement

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link

Tempsil2

Winkel [°]4,08,0

Mitt

elw

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[N]

Käppchen

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Keta

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Winkel [°]4,08,0

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vis

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24


9 In-vitro-Untersuchung viergliedriger Brücken auf Humanzähnen (TCML und Bruch-test) mit verschiedenen Gerüst- und Verblendmorphologien50)

Das Ziel der Studie war die Beurteilung des Verhaltens kunststoffverblendeter viergliedriger Brücken aus BioHPP®. Die Brückengerüste wurden im for2press-Ver-fahren aus Granulat von bredent hergestellt und unter-schieden sich in Gerüstgestaltung, Verblendmaterial und vertikaler Pfeilerzahnhöhe.

Für die Untersuchung wurden mehrere Serien vierglied-riger Brücken erstellt und beweglich gesockelt, um die physiologische Zahnbeweglichkeit zu simulieren. Da-bei wurden die Pfeilersockel mit einer zirkulären innen abgerundeten Stufe präpariert. Die rententive Stumpf-höhe variierte zwischen 3 und 6mm. Nach der adhäsiven Zementierung der Brücken mit Variolink II/Syntac Classic (Ivoclar Vivadent) wurden die Gerüste mit crea.lign® (bredent) verblendet. Anschließend wurden die Proben Kausimulationen und Bruchtests unterzogen.

Bei klinischem Einsatz wurde bereits eine basale Rissent-stehung als Versagensform gewertet, da Kompositrisse klinisch zu erhöhter Plaqueretention, erhöhter Hydroly-seanfälligkeit des Materials sowie erhöhter Parodontitis- und Kariesgefahr beitragen können.

Die Brückenkonstruktionen mit optimierten Verblen-dungen wiesen nach Kausimulation und Bruchtest aus-reichende Festigkeiten auf. Bei den optimierten Verblen-dungen wurde darauf geachtet, dass diese nicht mehr über das Gerüst hinausragten und keine scharfkantigen Abschlüsse sowie scharfkantige Separierstellen an den Konnektorbereichen aufwiesen.

Anmerkung der Redaktion: Bei der Herstellung festsitzender Brücken aus BioHPP® und crea.lign-Verblendungen sollte besonders auf die morphologische Gestaltung geachtet werden. Nur unter Vermeidung basaler Risse können Bruch-festigkeitswerte zwischen 600 und 1.100 Newton erreicht werden. Anhand dieser Ergebnisse und Bruchverlaufsbilder kann eine Empfehlung hinsichtlich der Verarbeitung gege-ben werden.

Prof. Dr. Carola Kolbeck, Priv.-Doz. Dr. Dipl.-Ing. (FH) Martin RosentrittUniversitätsklinikum RegensburgPoliklinik für Zahnärztliche Prothetik

50) Vgl. Kolbeck C, Rosentritt M. In-vitro-Untersuchung viergliedriger Brücken auf Humanzähnen (TCML und Bruchtest): verschiedene Gerüst-/Verblendmorphologien. Regensburg: Universitätsklinikum Regensburg, Poliklinik für Zahnärztliche Prothetik; 2015.51) Ebd., 3.52) Ebd., 6.53) Ebd., 6.54) Vgl. Rosentritt M. In-vitro Untersuchung von dreigliedrigen standardisierten Brücken. Regensburg: Universitätsklinikum Regensburg, Poliklinik für Zahnärztliche Prothetik; 2011.55) Ebd., 3.56) Ebd., 3.

Abb. 38: Probenkammer für die Kaubelastung.51)

Abb. 39: Brücke nach der Belastungsprüfung mit abgeplatzter Verblendung.52)

Abb. 40: Testserie mit optimierter Verblendung. Kraftverlauf [N] während der Bruchbelastung und Versagensform.53)

Brücke F [N] Rissöffnung basal

F [N] max Bruchmuster

1 300 1092 Rissbildung, kein Abplatzen, keine Gerüstfraktur

2 600 2000 Gesamtfraktur Verblendung/Gerüst/Pfeiler

3 800 2150 Verblendungsfraktur


5 600 1950 Gerüstfraktur


7 400 2660 Gerüstfraktur


25


0,00

500,00

1000,00

1500,00

2000,00

2500,00

n=4 n=4 n=4n=8

10 In-vitro-Untersuchung dreigliedriger standardisierter Brücken54)

Mithilfe des Kausimulators wurden die Dauerhaftigkeit und Bruchfestigkeit standardisierter Brücken nach ther-mozyklischer und mechanischer Belastung untersucht. Hierbei wurden verschiedene Verbinderquerschnitte berücksichtigt.

Identische Molarenstümpfe aus PMMA wurden paarwei-se beweglich, im Sinne einer parodontalen Lagerung, in Kunststoff befestigt. Um eine Molarenschaltlücke zu simulieren, betrug der Abstand der Zahnstümpfe ca. 10mm. Anhand eines Gipsmodells wurden bei bredent von jedem Brückenmaterial identische standardisierte Brücken hergestellt. Die Befestigung der Brücken erfolg-te nach Absprache mit Variolink II (Ivoclar Vivadent) an der Poliklinik. Die Brücken wurden einer Kausimulation (1.200.000 x 50 N; 2 x 3.000 x 5° / 55 °C; H2O, 2 min je Zy-klus) unterzogen. Als Antagonist wurde eine Steatitkugel (d=10mm) verwendet. Während der Kausimulation wur-den die Brücken kontrolliert und ein eventuelles Versagen bei entsprechender Kauzyklenanzahl detektiert sowie die relative Überlebensdauer bestimmt.

Alle untersuchten Brücken überstanden die Kausimu-lation ohne erkennbare Schäden. Die Brücken zeigten nach Simulation allerdings deutlich erkennbare Ver-schleißspuren im Kontaktbereich. Insgesamt wiesen die untersuchten Brücken Bruchwerte auf, die deutlich über dem Schwellenwert von 500 N lagen, der i. d. R. für eine Seitenzahnanwendung gefordert wird. Keramische Versorgungen weisen im Vergleich dazu ähnliche oder geringere Bruchwerte auf. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass maximale Biegungen der Brücken bei dem erreichten Bruchwert zu klinischen Einschränkungen führen können.

Anmerkung der Redaktion: Aufgrund der hohen Bruchfes-tigkeiten von BioHPP® nach einer Kausimulation (Alterung) kann BioHPP® für festsitzenden Zahnersatz verwendet wer-den. Die Verbinderquerschnitte von 12 und 16mm² erlauben eine grazile Gerüstgeometrie mit nachträglicher Verblen-dung. Die Ästhetik wird im Bereich der Zahnzwischenräu-me nicht beeinträchtigt. Die Bruchfestigkeit von BioHPP® übersteigt herkömmliche keramische Gerüstwerkstoffe um bis zu 1.000 Newton.

Priv.-Doz. Dr. Dipl.-Ing. (FH) Martin RosentrittUniversitätsklinikum RegensburgPoliklinik für Zahnärztliche Prothetik

Abb. 41: Bruchkraft der verschiedenen Prüfserien.55)

Abb. 42: Tabellarische Darstellung der Bruchkraft mit Mittelwert, Standardabweichung, Minimum und Maximum.56)

Bruc

hkra

ft [N

] (na

ch T

CML)

BioHPP® x 12 mm

HIPC frame x 12 mm

BioHPP® x 16 mm

HIPC frame x 16 mm

Material

Bruchkraft [N] N Mittel-wert

Standard-abweichung

Mini-mum

Maxi-mum

HIPC frame Verbinder x 12 mm2 8 920.3 196.3 602.0 1245.0

HIPC frame Verbinder x 16 mm2 4 1289.0 249.9 951.0 1538.0

BioHPP® Verbinder x 12 mm2 4 1558.3 224.5 1259.0 1802.0

BioHPP® Verbinder x 16 mm2 4 2004.5 405.7 1642.0 2586.0

26


11 Bruchlast und Versagensarten von unterschiedlich verblendeten festsitzenden PEEK-Versorgungen57)

Dipl. Ing. Simon TaufallLudwig-Maximilians Universität München

In dieser Studie wurde die Bruchlast von unterschiedlich verblendeten BioHPP®-Versorgungen nach künstlicher Alterung untersucht.

Dazu wurden 120 formgleiche, dreigliedrige Gerüste aus BioHPP®-Blanks gefräst, die anschließend mit Al2O3-Parti-keln gestrahlt wurden. Die Brückengerüste reichten von einem Eckzahn über den ersten bis zum zweiten Prämola-ren. Nach der Konditionierung mit visio.link®-Primer und combo.lign®-Opaquer teilten die Forscher die Proben in vier Verblendungsgruppen ein:

A) Digitale Verblendung mit breCAM.HIPC,B) Konventionelle Verblendung mit dem Komposit crea.lign®,C) Konventionelle Verblendung mit dem Komposit crea.lign® Paste,D) Verkleben der vorgefertigten Verblendschalen novo.lign®.

Gerüst breCAM.BioHPP (PEEK), N=120, LOT: 400177

Verblendung Digitale Verblendung breCAM.HIPC (N=30), LOT: 406700

Konventionelle Verblendung Vorgefertigte Verblendschalen novo.lign (N=30, LOT: Z3304499, Z3843532, Z3849293, Z3303681

crea.lign (N=30), LOT: 130513

crea.lign Paste (N=30), LOT: 134524, 141207

Alterung keine 10.000 Thermozyklen

keine 10.000 Thermozyklen



Anzahl 15 15 15 15 15 15 15 15

Daraufhin wurde jeweils die Hälfte von jeder Verblen-dungsgruppe einer künstlichen Alterung mittels Thermo-cycling unterzogen (10.000 Zyklen, 5-55°C, jeweils 20 Sekunden, siehe Abb. 43).

Für den späteren Bruchlasttest wurden dann alle Proben (auch die nicht künstlich gealterten) auf konditionierte CoCrMo-Abutments zementiert. Die Abutments des Meistermodells ersetzten dabei den Eckzahn sowie den zweiten Prämolaren. Anschließend wurden die Proben der Pontics 15 Minuten lang mit einer Kraft von 100 N belastet. Nach diesem Bruchlasttest wurden die Proben noch 48 Stunden lang in destilliertem Wasser bei 37°C gelagert.

Die Ergebnisse des Bruchlasttests zeigen, dass digital hergestellte Verblendungen signifikant höhere Bruchlast-werte erreichen als die Proben der anderen drei Ver-blendungstypen, ungeachtet des Alterungszustands der Proben (siehe Abb. 44, 45). Die Gruppen der nicht digital hergestellten Verblendungen erzielten im Test Bruchlast-werte in einem ähnlichen Bereich.

57) Vgl. Taufall S, Eichberger M, Schmidlin PR, Stawarczyk B. Fracture load and failure types of different veneered polyetheretherketone fixed dental prostheses. Clinical Oral Investigations 2016;20(9): 2493-2500.58) Ebd., Tabelle 159) Ebd., Tabelle 260) Ebd., Abb. 561) Vgl. Eichberger M, Wimmer T, Stawarczyk B. Sind die Eigenschaften von BioHPP®-Restaurationen immer gleich oder hat die Verarbei- tungstechnik einen Einfluss? Untersuchung anhand der Stabilität von Brücken. Die Quintessenz der Zahntechnik 2014; 40:596.62) Vgl. Stawarczyk B, Thrun H, Eichberger M, Roos M, Edelhoff D, Schweiger J, Schmidlin PR. Effect of different surface pretreatments and adhesives on the load-bearing capacity of veneered 3-unit PEEK FDPs. Journal of Prosthetic Dentistry 2015;114(5):666-673.

Abb. 43: Studiendesign mit unterschiedlichen Verblendungsmetho-den.58)

27


500

2500

2000

1500

1000

0

Gerüst breCAM.BioHPP (PEEK), n=120, LOT: 400177

Verblendung Digitale Verblendung breCAM.HIPC (n=30), LOT: 406700

Konventionelle Verblendung Vorgefertigte Verblend-schalen novo.lign (n=30), LOT: Z3304499, Z3843532, Z3849293, Z3303681

crea.lign (n=30), LOT: 130513 crea.lign Paste (n=30), LOT: 134524, 141207

Alterung keine 10.000 Thermozyklen




Mittelwert [N] 1882 2021 1138 1008 1226 1229 1213 1149

Durchschnittliche Abweichung [N] 152 184 278 372 280 239 380 274

95% Konfidenzintervall [N] 1797-1967 1919-2124 984-1293 802-1215 1070-1382

1096-1362 1002-1425

997-1301

Abb. 44: Die Ergebnisse des Bruchlasttests zeigen die höchsten Werte bei der digitalen Verblendung.59)

Abb. 45: Die Ergebnisse des Bruchlasttests grafisch dargestellt im Box-Plot-Diagramm.60)

Die Analyse der Brucharten ergab zwei typische Versa-gensarten: Die ersten drei Gruppen (digitale und konven-tionelle Verblendungen) zeigten vergleichbare Bruchar-ten sowie Risse im Ponticbereich, ausgehend von den Verbindungsarealen. In der vierten Gruppe konnte die Art des Versagens optisch nicht festgestellt werden. Aller-dings zeigte die Traglastkurve ein Versagen der Proben an und auch akustisch war deutlich ein Bruch zu hören. Die Forscher vermuteten hierbei ein adhäsives Versagen zwischen dem BioHPP®-Gerüst und den vorgefertigten

Verblendschalen.Insgesamt zeigten alle getesteten Gerüste einen ausrei-chenden Bruchwiderstand. Dabei gelten 909 N als Maxi-mum für die okklusale Kraft im Seitenzahnbereich.61) Die signifikant höheren Bruchfestigkeitswerte der digital hergestellten Verblendungen erklärten die Forscher mit der geringeren Anzahl an manuellen Herstellungsschrit-ten. Zudem hatte die künstliche Alterung keinen nen-nenswerten Einfluss auf die Traglastkapazität der Proben.Der Schwachpunkt der ersten drei Verblendungsgruppen war der Konnektorbereich, da das Gerüst hier die gerings-te Stärke aufwies. Die Verblendungen der vierten Gruppe schienen eine größere Widerstandskraft zu haben, sodass der Adhäsiv-kleber versagte bevor die Verblendung brechen konnte.Beim vorliegenden Versuchsaufbau sollte mit in Betracht gezogen werden, dass CoCrMo als Abutmentmaterial einen wesentlich höheren Elastizitätsmodul hat als die harte Zahnsubstanz.

Anmerkung der Redaktion: In einer früher durchgeführ-ten Studie der Ludwig-Maximilians Universität kamen die Forscher zunächst zu dem Ergebnis, dass PEEK als Gerüst-werkstoff nicht nach konventionellen Methoden verblendet werden sollte.62) Die hier vorgestellte Studie führte die Universität dann im Anschluss mit den Komponenten des visio.lign® Systems durch und belegte damit, dass sich BioHPP®-Gerüste (kera-mikgefülltes PEEK) verblenden lassen. So bietet bredent mit dem visio.lign® System insgesamt vier Verblendvarianten für unterschiedliche Indikationen an.

keineThermocycling

HIPC

Bruc

hlas

t [N

]

crea.lign Gel

crea.lign Paste

Vorgefertigte Verblend-

schalenVerblendungstyp

Alterung

28


300

0

250

200

150

100

50

12 Bakterienanlagerung an BioHPP63)

Im Projekt sollte die Plaqueanlagerung an das PEEK-Material BioHPP® im Vergleich zu anderen Gerüst- und Verblendmaterialien untersucht werden.

Dazu wurden Probenkörper mit oralen Bakterienkultu-ren beaufschlagt und die Bakterienanlagerung optisch dokumentiert und quantifiziert. In der Studie wurden die Proben mit verschiedenen Mikroorganismen in ständi-gem Wechsel von Bewegung und Stillstand inkubiert. So sollten die Bedingungen in den Nischen der Mundhöhle (z.B. Zahnzwischenräume) simuliert werden. Die Versuche wurden mit Streptococcus gordonii als einem typischen Frühbesiedler der Mundhöhle sowie mit Frischisolaten oraler Mischkulturen durchgeführt. Als Vergleichsmaterial wurden drei verschiedene dentale Kunststoffmateriali-en auf PMMA-Basis (top.lign, novo.lign, crea.lign) sowie Zirkonoxid eingesetzt. Das Zirkonoxid wurde ebenfalls in zwei verschiedenen Zuständen getestet (ZrO2 gefärbt und ZrO2 CAD/CAM).Ziel der Untersuchung war, Oberflächenzustände her-zustellen, die dem realen Bearbeitungszustand dentaler Restaurationen in der Praxis ähneln. Dementsprechend wurden Oberflächenbearbeitung und Reinigung bei bredent nach gängigen zahntechnischen Methoden durchgeführt.

Die mit verschiedenen Testkits bzw. Farbstoffen durch-geführten Versuche zur Bakterienquantifizierung über Substratumsatz (Stoffwechselaktivität) zeigten z.T. vielversprechende Ansätze, erwiesen sich aber im hier eingesetzten Versuchssystem als zu wenig sensitiv und schlecht reproduzierbar. Daher mussten diese Ansätze nach einigen Vorversuchen wieder aufgegeben werden. Die Kristallviolettfärbung erwies sich als reproduzierbars-te Nachweismethode, trotz der speziell in diesem Projekt durch die Oberflächenzustände der Proben hervorgerufe-nen Problematik.

Prof. Dr. J. Geis-Gerstorfer, Dr. L. ScheidelerEberhard Karls Universität, TübingenZentrum für Zahn-, Mund- u. Kieferheilkunde, Sektion „Medizinische Werkstoffkunde & Technologie“

Abb. 46: Initialbesiedelung durch S. gordonii. Zusammenfassung der Daten aus zwei Versuchen. Adhäsionszeit: 2h. (Mittelwerte mit Standardabweichungen; n=6; Stern=signifikant unterschiedlich zu BioHPP® CAD/CAM; p=0,05).64)

63) Vgl. Geis-Gerstorfer J, Scheideler L. Untersuchungen zur initialen Bakterien-Anlagerung an BioHPP® im Vergleich zu top.lign pro, novo.lign, crea.lign und Zirkonoxid-Keramik. Tübingen: Eberhard Karls Universität, Medizinische Werkstoffkunde & Technologie; 2015.64) Ebd., 6.65) Ebd., 7, 8.66) Ebd., 9.

BioHPP®

CAD/CAM

Rela

tive

Bakt

erie

nanl

ager

ung

bezo

gen

auf

BioH

PP®

CA

D/C

AM

[%]

Material

Adhäsion Streptococcus Gordonii (Zusammenfassung)

BioHPP®

gepressttop.lign

pronovo.lign® crea.lign® ZrO2

gefärbtZrO2

MA

BioHPP® CAD/CAM 10 x

BioHPP® CAD/CAM 32 x

BioHPP® gepresst 10 x BioHPP® gepresst 32 x

top.lign pro 10 x top.lign pro 32 x

novo.lign® 10 x novo.lign® 32 x

29


0,250

0,000

0,200

0,150

0,100

0,050

crea.lign® 10 x crea.lign® 32 x

ZrO2 gefärbt 10 x ZrO2 gefärbt 32 x

ZrO2 MA 10 x ZrO2 MA 32 x

S. gordonii zeigte auf den Oberflächen von BioHPP® gepresst und novo.lign eine signifikant geringere Anlage-rung im Vergleich zu der als Referenz eingesetzten Ober-fläche BioHPP® CAD/CAM (Abb. 46). Die im Mittel stärkste Anlagerung wurde auf dem Vergleichskunststoff crea.lign gemessen. Die über Farbstoffeinlagerung nachweisbare Menge an adhärierten Bakterien war hier im Vergleich zu BioHPP® CAD/CAM etwa auf das Doppelte erhöht (184 %).

Die Bakterien wurden mit Kristallviolett angefärbt. Abb. 47 zeigt das Ausmaß der Biofilmbildung auf den verschie-denen Oberflächen durch S. gordonii. Von jeder Oberflä-che wurde jeweils ein typisches Plättchen dokumentiert. Auf der linken Seite ist eine Übersichtsaufnahme, auf der rechten Seite jeweils eine Detailaufnahme dargestellt.

Gut zu sehen ist, dass bei den Versuchen mit S. gordonii die gepresste BioHPP®-Oberfläche eine deutlich geringere Belegung aufweist als die CAD/CAM-Oberfläche. Eben-falls gut zu erkennen ist die relativ starke, durchgehende Bakterienbelegung auf crea.lign im Vergleich zur darüber dargestellten novo.lign-Oberfläche. S. gordonii zeigte auch eine relativ ausgeprägte Adhäsion auf den unter-suchten Zirkonoxid-Oberflächen.

Die Ergebnisse des CCK-8 assay korrelierten bei diesem Versuch gut mit der anschließend an denselben Proben durchgeführten Kristallviolettfärbung. Die in Abb. 48 dar-gestellten Daten zum Substratumsatz zeigten dieselben Trends wie die zusammengefassten Ergebnisse der Bakte-rienanfärbung durch Kristallviolett in Abb. 46. S. gordonii lagerte sich auf BioHPP® gepresst und novo.lign deutlich weniger an als auf der Referenzoberfläche BioHPP® CAD/CAM. Die im Mittel stärkste Anlagerung wurde wiederum auf crea.lign gemessen.

Anmerkung der Redaktion: Aus diesen Ergebnissen kann man folgern, dass freiliegende Gerüstgeometrien aus BioHPP® in der Mundhöhle nicht stärker mit Plaque und Bakterien besiedelt werden als solche aus Zirkon oder Ver-blendkompositen. Voraussetzung dafür ist eine auf Hoch-glanz polierte Oberfläche. Bei rauen Oberflächen können die Ergebnisse anders ausfallen.

Abb. 48: Initiale Besiedelung durch S. gordonii. Stoffwechselaktivitäts- test. Adhäsionszeit: 2h. (Mittelwerte mit Standardabweichungen; n=3).66)

Abb. 47: Vergrößerte Darstellung der Ergeb- nisse einer Versuchsserie zur Bakterien- bedeckung mit S. gordonii.65)

BioHPP®

CAD/CAM

Opt

isch

e D

icht

e [O

D 4

50]

Material

BioHPP®

gepressttop.lign

pronovo.lign® crea.lign® ZrO2

gefärbtZrO2

MA

Streptococcus Gordonii Adhäsion (Stoffwechselaktivität CCK-8))

30


13 Einfluss verschiedener Oberflächenbehandlungsmethoden auf Kontaktwinkel und Oberflächenrauigkeit67)

Das Ziel dieser Studie war es, die Auswirkungen ver-schiedener Bearbeitungsmethoden auf die Oberflächen dentaler Restaurationsmaterialien zu untersuchen.

Dazu maßen die Forscher die Oberflächenrauigkeit sowie die Hydrophobizität von PEEK (BioHPP®), von drei Kunst-stoffen (breformance, crea.lign®, novo.lign®) sowie von Zirkondioxid (brezirkon) (siehe Abb. 49). Als Referenz diente die Oberfläche von Zirkon, das keiner Oberflächen-behandlung unterzogen wurde (ZrO Referenz).

Dr. Candida R.C. SturzInterdisziplinäre Abteilung Oralchirurgie und Implantologie, Abteilung Kraniomaxillofaziale und plastische ChirurgieUniversität zu Köln

Insgesamt wurden 160 Prüfkörper getestet, dabei wurde jede Materialgruppe nach vier Methoden poliert:

Gruppe 1: Papierschliff; Oberfläche mit Siliciumcarbid-Papier, Körnung 1.000, geschliffen; geradlinige Schleifbe-wegung in eine Richtung

Gruppe 2: Steinschliff; Oberfläche gleichmäßig mit zylin-drischem weißem Arkansas-Stein geschliffen; geradlinige Schleifbewegung in eine Richtung mit geradem Hand-stück

Gruppe 3: Air-Flow-Behandlung; Oberfläche mit Natrium-hydrogencarbonat-Pulver (65µm) poliert

Gruppe 4: Hochglanzpolitur; Oberfläche mit bredent-Diamantpaste Zi-polish (1µm) und Baumwollschwabbel poliert.

67) Vgl. Sturz CRC, Faber FJ, Scheer M, Rothamel D, Neugebauer J. Effects of various chair-side surface treatment methods on dental restorative materials with respect to contact angles and surface roughness. Dental Materials Journal 2015; 34(6): 796-813.68) Ebd., 798.69) Ebd., 802, 803.70) Ebd., 803.

Abkürzung Material Lot # Produktname Füllstoff Anteil des Füllstoffs

PEEK-IOF BioHPP 379805 BioHPP Anorganische Keramik und Metall-oxide

<30%

PMMA-noF PMMA, MMA, EGDMA 374873 breformance - -

DMA-nano Bis-GMA, UDMA, aliphatische Dimethacrylate 123765 crea.lign Anorganische Keramik ~50%

PMMA-DMA Hochmolekulares PMMA und Dimethacrylat 3.1/120609 novo.lign Anorganische Keramik <10%

ZrO Yttriumoxid, teilweise stabilisiertes, isostatisch gepresstes ZrO2 378421 brezirkon Aluminium 0,2–0,5%

Abb. 49: Prüfmaterialien.68)

Die Oberflächenrauigkeit der Proben ermittelten die For-scher mit einem Laserscanmikroskop. Dabei untersuchten sie eine Fläche von 320x320µm. Bei der Feststellung der Hydrophobizität maßen sie pro Wassertropfen zwei Kon-taktwinkel (links und rechts).

Die Ergebnisse der Messung zeigen, dass es in allen Materialgruppen zu einem signifikanten Anstieg der Oberflächenrauigkeit nach allen Bearbeitungsmethoden kam (siehe Abb. 50-53). Lediglich bei ZrO wurde die Ober-flächenrauigkeit signifikant gesenkt. Nach Papierschliff erzielte PMMA-DMA den geringsten Ra-Wert (0,008µm ± 0,0025), während PMMA-noF nach Air-Flow-Behandlung den höchsten Ra-Wert (2,917µm ± 0,4709) erreichte. Nach der Air-Flow-Behandlung waren besonders die Oberflä-chen von PMMA-noF und PMMA-DMA stark aufgeraut.

31


0,5

0

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

0,5

0

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

*

0,5

0

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

0,5

0

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

Abb. 50-53: Das Box-Plot-Diagramm zeigt den Anstieg der Oberflächenrauigkeit nach allen Bearbeitungsmethoden, außer bei ZrO.69)

Material Oberflächenbehandlung Ra Mittelwert SD ± Rz Mittelwert SD ± Sa Mittelwert SD ±

PEEK-IOF Papierschliff 0,277 0,0664 1,589 0,2957 0,547 0,1023Steinschliff 0,364 0,0657 1,959 0,1854 1,114 0,1356Air-Flow-Behandlung 0,952 0,1359 5,613 0,2558 1,505 0,1705Hochglanzpolitur 0,073 0,0128 0,501 0,0448 0,148 0,0384

PMMA-noF Papierschliff 0,703 0,2867 4,003 1,3486 4,743 1,0355Steinschliff 2,567 0,4929 13,050 0,9857 5,103 0,7687Air-Flow-Behandlung 2,917 0,4709 13,930 1,1547 6,197 0,9268Hochglanzpolitur 1,260 0,3529 6,733 0,7229 3,303 0,6909

DMA-nano Papierschliff 0,236 0,0727 1,349 0,3917 0,357 0,0712Steinschliff 0,218 0,0588 1,261 0,2709 0,907 0,2020Air-Flow-Behandlung 0,405 0,0742 2,249 0,1588 0,632 0,1852Hochglanzpolitur 0,399 0,0038 0,245 0,0243 0,108 0,0585

PMMA-DMA Papierschliff 0,008 0,0025 0,800 0,0280 0,020 0,0070Steinschliff 0,633 0,0739 3,543 0,3182 1,378 0,3055Air-Flow-Behandlung 0,567 0,0725 3,200 0,1053 1,076 0,1495Hochglanzpolitur 0,050 0,0064 0,328 0,0255 0,075 0,0117

ZrO Papierschliff 0,091 0,0449 0,519 0,1299 0,097 0,0243Steinschliff 0,073 0,0127 0,419 0,0426 0,106 0,0157Air-Flow-Behandlung 0,076 0,0148 0,464 0,0954 0,095 0,0088Hochglanzpolitur 0,103 0,0036 0,108 0,0427 0,023 0,0079

ZrO Referenz 0,058 0,0173 0,352 0,1238 0,073 0,0179

Abb. 54: Ergebnisse der Oberflächenrauigkeitsmessung.70)

PEEK-iof

Ra [µ

m]

PMMA-nof

Material

DMA- nano

PMMA-DMA

ZrO ZrO-ref PEEK-iof

Ra [µ

m]

PMMA-nof

Material

DMA- nano

PMMA-DMA

ZrO ZrO-ref

PEEK-iof

Ra [µ

m]

PMMA-nof

Material

DMA- nano

PMMA-DMA

ZrO ZrO-ref PEEK-iof

Ra [µ

m]

PMMA-nof

Material

DMA- nano

PMMA-DMA

ZrO ZrO-ref

Papierschliff

HochglanzpoliturAir-Flow-Behandlung

Steinschliff

32


60

75

90

105

120

60

75

90

105

120

60

75

90

105

120

60

75

90

105

120

Die Auswertung der Kontaktwinkelmessung ergab Kon-taktwinkel zwischen 51,6° und 114° (siehe Abb. 55-58). Die Air-Flow-Behandlung von ZrO führte zu den geringsten Kontaktwinkelwerten (51,6° ± 1,16), die höchsten Werte wurden bei PMMA-noF mit Air-Flow-Behandlung gemes-sen (114,4 ± 6,46).

Abb. 55-58: Das Box-Plot-Diagramm zeigt die Werte der Kontaktwinkelmessung grafisch.71)

71) Ebd., 808.72) Ebd., 808, 809.

PEEK-iof

Kont

aktw

inke

l [°]

PMMA-nof

Material

DMA- nano

PMMA-DMA

ZrO PEEK-iof

Kont

aktw

inke

l [°]

PMMA-nof

Material

DMA- nano

PMMA-DMA

ZrO

PEEK-iof

Kont

aktw

inke

l [°]

PMMA-nof

Material

DMA- nano

PMMA-DMA

ZrO PEEK-iofKo

ntak

twin

kel [

°]PMMA-

nofMaterial

DMA- nano

PMMA-DMA

ZrO

Air-Flow-Behandlung Hochglanzpolitur

Papierschliff Steinschliff

33


Material Oberflächenbehandlung Mittelwert SD ±

PEEK-IOF Papierschliff 70,8 5,85Steinschliff 70,2 3,35Air-Flow-Behandlung 114,0 6,46Hochglanzpolitur 79,4 3,57

PMMA-noF Papierschliff 90,7 4,29Steinschliff 90,0 4,90Air-Flow-Behandlung 98,6 3,91Hochglanzpolitur 91,5 3,46

DMA-nano Papierschliff 76,9 4,01Steinschliff 65,0 2,16Air-Flow-Behandlung 77,9 4,10Hochglanzpolitur 69,1 4,13

PMMA-DMA Papierschliff 73,8 2,65Steinschliff 73,9 2,47Air-Flow-Behandlung 86,3 4,96Hochglanzpolitur 71,9 1,55

ZrO Papierschliff 55,0 2,70Steinschliff 54,2 2,45Air-Flow-Behandlung 51,6 1,61Hochglanzpolitur 75,0 2,63

ZrO Referenz 94,2 1,18

Abb. 59: Ergebnisse der Kontaktwinkelmessung.72)

Insgesamt resultierten aus der Air-Flow-Behandlung die größten Kontaktwinkel in allen Materialgruppen, außer bei ZrO. Ein Zusammenhang zwischen den Werten der Oberflächenrauigkeit und des Kontaktwinkels konnte nur für die Air-Flow-Behandlung eindeutig nachgewiesen werden, alle anderen Methoden ließen hier keine Korrela-tion erkennen.Allgemein führten die Polituren zu einer erheblichen Vergrößerung der Kontaktwinkel bei PEEK-IOF, PMMA-noF und ZrO. Eine Verkleinerung der Kontaktwinkel bewirkten die Polituren nur bei DMA-nano und PMMA-DMA.

Anmerkung der Redaktion: Die Air-Flow-Behandlung sowie die Politur mit Hochglanzpaste führten auch bei BioHPP® (PEEK-IOF) zu einer Aufrauung der Oberfläche, was im Mund die Anlagerung von Plaque und Bakterien sowie Verfärbun-gen begünstigt. Um diesen Effekt zu vermeiden, sollte BioHPP® mit dem Komposit crea.lign® (DMA-nano) oder mit novo.lign® Schalen verblendet werden. Geräte wie z.B. Air Flow sollten nicht eingesetzt werden.

34


14 Studie des periimplantären marginalen Knochenverlustes bei Sofortbelastung. Vergleich der festsitzenden kompletten Bogenprothese mit Metallstruktur zu

der mit Polyetheretherketonstruktur73)

Bei dieser klinischen In-vivo-Studie wurden 35 Patienten mit insgesamt 213 Implantaten nach dem SKY fast & fixed Konzept sofort mit einer temporären PMMA-Brücke versorgt. Nach 15 bis 16 Wochen erfolgte die definitive Ver- sorgung alternativ mit einer starren Metall-Komposit-Brücke (siehe Abb. 61 links) bzw. mit einer physiologischen kera-misch verstärkten PEEK-Komposit-Brücke (siehe Abb. 61 rechts).

Das Ziel der Studie war es, das Maß des Knochenabbaus festzustellen. Dazu wurde das periimplantäre Knochenni-veau zu drei Zeitpunkten gemessen (siehe Abb. 60): direkt nach der Implantation, bei der definitiven prothetischen Versorgung nach 3 bis 4 Monaten sowie beim Recall nach einem Jahr. Die Messung erfolgte nach einem standardisier-ten Verfahren.

Prof. Dr. Dr. Marta Cabo Pastor Prof. Dr. Dr. Maria Celia Haya Fernández Departamento de OdontologíaUniversidad CEU Cardenal Herrera, Valencia

73) Cabo Pastor MB. Estudio de la pérdida ósea marginal periimplantaria en carga inmediata. Comparación de la prótesis fija de arco completo con estructura metálica o con poliéter éter cetona [Dissertation]. Valencia: Universidad CEU Cardenal Herrera; 2017.74) Ebd., 84.75) Ebd., 85.76) Ebd., 125.

Abb. 60: Messaufbau zur standardisierten Messung der Knochen- niveaus.74)

Abb. 61: Implantatgetragene Brücken, links mit Metallgerüst, rechts mit keramisch verstärktem PEEK-Gerüst.75)

35


0

0,8

0,2

0,4

0,6

0,41

0,37

0,47

0,32

0,66

0,28

0,65

0,31

Die Behandlung mit Implantaten gewährleistet eine langfristige Funktionalität und Ästhetik. Eine ausreichen-de Stärke stabiler Knochensubstanz sowie eine geeignete Zahnfleischumgebung sind Grundvoraussetzungen, um einen Langzeiterfolg zu erzielen.

Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen, dass bei der Verwendung von PEEK ein wesentlich geringer Knochen-verlust auf den Röntgenbildern zu beobachten ist. Abb. 62 stellt die Unterschiede des Knochenrückgangs bei Prothesen mit Metall- und PEEK-Gerüst dar.

Anmerkung der Redaktion: Bei dem getesteten PEEK-Ma-terial handelt es sich um BioHPP®, eine keramikverstärkte PEEK-Variante. Da sich BioHPP® durch eine knochenähnliche Elastizität auszeichnet, ist die Kraftaufnahme mit der des natürlichen Knochens vergleichbar. Daher kann BioHPP® die Kaukräfte und andere Belastungen aufnehmen und über-trägt diese nicht direkt auf das Implantat.

Abb. 62: Der Knochenverlust bei PEEK-Prothesen ist geringer als bei Metallprothesen.76)

Horizontal Mesial

Horizontal Distal

Vertikal Mesial

Vertikal Distal

Verlust nach Material (mit Werten >0)

Metall PEEK

Knoc

henv

erlu

st in

mm

36


15 Klinische und experimentelle Studie eines keramisch verstärkten PEEK-Titan- Hybridabutments unter Sofortbelastung mit einer Keramikkrone77)

BioHPP® wurde in der Zahnmedizin bisher vor allem für Implantatabutments verwendet. Das Ziel dieser Studie war es, die Verwendung solcher Abutments auf Polymer-basis für definitive dentalprothetische Versorgungen zu untersuchen. Hierbei wurden zwei verschiedene Operati-onstechniken (Standard und lappenlos) eingesetzt.

Traditionell bestehen Abutments aus Materialien wie Titan und andere Metalllegierungen, Alternativen sind Keramik oder Zirkonoxid. Allerdings eignet sich keines für die Sofortversorgung, bei der das Implantat unmittelbar nach der Insertion mit einer Krone versorgt wird.

In dieser Studie wurden zehn blueSKY-Implantate (bre-dent medical, Senden/Deutschland) von 3,5 bis 4 Milli-meter Durchmesser und 10 bis 12 Millimeter Länge nach dem Zufallsprinzip im oberen Prämolarenbereich krestal inseriert. Nach der Implantatsetzung wurden zudem zehn BioHPP® SKY elegance Abutments mit den Implantaten verbunden. Es handelte sich um sogenannte Hybrida-butments, bei denen der Abutmentkörper aus BioHPP® spaltfrei mit der Titanbasis verbunden ist. Diese Abut-ments werden für die Sofortversorgung eingesetzt, da sie die Eigenschaften eines temporären und eines defi-nitiven Abutments in sich vereinen. Das Abutment muss also später nicht mehr ausgetauscht werden. Alle Kronen wurden mit einem Cerec-System aus Feldspat-Keramik (IPS Empress CAD Cerec/InLab) hergestellt und mit selbst-adhäsivem Rely-X-Universalzement befestigt.

Radiologische UntersuchungMithilfe eines Parallelisierungssystems wurden am Tag der Implantation sowie nach einem, drei und fünf Monaten standardisierte Röntgenbilder erstellt. Die radiologische Analyse fand mit dem Programm ImageJ (Wayne Ras-band, USA) statt. Zudem wurden die Abstände zwischen der Plattform und dem ersten Knochenkontakt aufge-zeichnet (siehe Abb. 64).

Abb. 64 zeigt das CT eines Falls vor der Behandlung (links) und die radiologische Situation nach der Implantation (rechts). Um die Implantate herum wurde kein Knochen-verlust beobachtet und die Knochenhöhe blieb stabil. Abb. 65 führt die Messwerte für die Abstände zwischen Implantatplattformen und erstem Knochenkontakt auf.

ISQ-MessungDirekt nach der Insertion des Implantats wurde die Implantatstabilität gemessen, um zu ermitteln, ob die So-fortbelastung möglich ist. Der Grenzwert wurde auf einen ISQ von 65 festgelegt. Die ISQ-Werte wurden mit dem Osstell Mentor (Osstell, Göteborg/Schweden) ermittelt.

José Eduardo Maté Sánchez de ValJosé Luis Calvo-GuiradoCátedra Internacional de Investigación en Odontología,Biomaterials & Implants Research Group (MBIRG)Universidad Católica San Antonio de Murcia

Abb. 63: Oben links: Inzision mit einem zirkulären Skalpell. Unten links und rechts: Nahaufnahme der BioHPP® elegance Abutment- position.78)

Abb. 64: Oben: Lappenlose Technik: CT der Ausgangssituation und vergrößerte Darstellung der Messungen zwischen Implantat- plattform und erstem Knochenkontakt. Unten: Standardtechnik mit vergrößerter Darstellung der Messungen.79)

Plattform1st Bone Contact

37


77) Sánchez de Val JEM, Calvo-Guirado JL. Klinische und experimentelle Studie eines neuen keramisch verstärkten PEEK-Titan-Hybridabut- ments unter Sofortbelastung mit einer Keramikkrone. Verwendung von Abutments auf Polymerbasis für definitive Versorgungen. BDIZ EDI konkret 2015;4:72-79.78) Ebd., 78.79) Ebd., 76.80) Ebd.81) Ebd.

Abb. 66 führt die ISQ-Werte für die Implantate am Tag der Insertion auf. Alle Implantate zeigten Werte über dem für diese Studie festgelegten Mindestwert (ISQ 65).

Mukogingivale Analyse und klinischer BefundDie Blutungsindizes für Implantate wurden 1, 3 und 5 Monate nach der Implantation mithilfe einer speziellen periimplantären Sondierungstechnik ermittelt und do-kumentiert, ebenso wie periimplantäre Weichgewebsre-zessionen und Höhenverluste seit der Insertion. Auch die Werte für die Sondierungsblutung (0=keine, 1=vorhan-den) wurden nach 1, 3 und 5 Monaten ermittelt.Die Insertionstiefe wurde mit einer herkömmlichen Kunst-stoffsonde gemessen, wobei jeweils der gleiche Unter-sucher jedes Implantat sechsmal vermaß. Die Ergebnisse wurden als Mittelwert aus 3 Messungen dargestellt.

Abb. 67 führt die Zahnfleisch- und Blutungsindizes für alle Implantate auf. Kein Implantat wies Retraktionen auf oder ging verloren. Die Insertionstiefen sind in Abb. 68 aufge-führt. Verglichen mit der lappenlosen Gruppe wurden in der Standardgruppe größere Insertionstiefen beobachtet; es gab keine signifikanten Unterschiede zwischen den verschiedenen Zeitpunkten innerhalb der jeweiligen Gruppen. Zum Befundzeitpunkt wurden keine abnormen klinischen Endzündungen festgestellt. Es gab eine voll-ständige Adaptation der periimplantären Weichgewebe an die Krone und das Austrittsprofil der BioHPP® SKY ele-gance Abutments. Bei der lappenlosen Technik verlief der Heilungsprozess schneller als bei der Standardtechnik, doch näherten sich die Ergebnisse gegen Ende an.

Eingriff Patient 1 Monat 3 Monate 5 Monate p-Wert

Lappenlos 1 0,02±0,01 (0,02) 0,05±0,25 (0,05) 0,04±0,04 (0,04)

2 0,01±0,05 (0,01) 0,17±0,11 (0,17) 0,15±0,10 (0,15)

3 0,21±0,13 (0,21) 0,13±0,09 (0,13) 0,09±0,01 (0,09)

4 0,43±0,33 (2,33) 0,11±0,19 (0,11) 0,13±0,03 (0,13)

5 0,39±0,05 (0,39) 1,12±0,32 (1,12) 0,09±0,11 (0,09)

Lappenlos (Durchschnitt) 0,21±0,14 (0,21) 0,31±0,04 (a) (0,31) 0,10±0,03 (0,10) p=0,043

Standard 6 0,31±0,13 (0,31) 1,02±0,39 (1,02) 1,21±0,34 (1,21)

7 0,33±0,14 (0,33) 0,98±0,76 (0,98) 1,19±0,38 (1,19)

8 0,64±0,63 (4,32) 1,32±0,99 (1,32) 1,23±0,45 (1,23)

9 0,39±0,33 (0,39) 1,05±0,33 (1,05) 1,02±0,15 (1,02)

10 0,85±0,49 (0,85) 0,99±0,65 (0,99) 1,21±0,47 (1,21)

Standard (Durchschnitt) 0,50±0,41 (b) (3,64) 1,07±1,12 (a) (b) (1,07) 1,17±0,87 (a) (b) (1,17) (a) p=0,031(b) p=0,011

p-Wert 0,044 0,022 0,017

Abb. 65: Radiologische Analyse von Proben, Ergebnisse dargestellt als Mittelwert±Standardabweichung (Median). Nicht-parametrischer Fried- man-Test.80)

Eingriff Patient Tag 0

Lappenlos 1 66,43±4,21 (66,43)

2 69,43±5,42 (69,43)

3 67,45±3,39 (67,45)

4 70,03±5,23 (70,03)

5 65,06±3,97 (65,06)

Lappenlos (Durchschnitt) 67,68±5,10 (67,68)

Standard 6 68,39±6,03 (68,68)

7 65,63±2,98 (65,63)

8 66,03±2,64 (66,03)

9 69,83±5,00 (69,83)

10 70,63±6,01 (70,63)

Standard (Durchschnitt) 68,10±4,93 (68,10)

p-Wert 0,063

Abb. 66: ISQ-Werte für die einzelnen Patienten, dargestellt als Mittel- wert ± Standardabweichung (Median). Signifikante Unter- schiede bei p<0,05. Vergleich zwischen den Gruppen.81)

38


Das BioHPP® SKY elegance Abutment interagiert perfekt mit dem periimplantären Gewebe, wie es die Abwesen-heit von Schwellungen und die schnellere Heilung des Weichgewebes belegen. Diese Biokompatibilität ist eine der auffälligsten Erkenntnisse aus dieser Studie und aus einer Überprüfung der Literatur.

Abb. 67: Werte für die Sondierungsblutung (0=keine, 1=vorhanden) nach 1, 3 und 5 Monaten, dargestellt als Mittelwert ± Standardabweichung (Median). (a) Unterschiede signifikant bei p<0,05 im Monatsvergleich zwischen Patienten. (b) Unterschiede signifikant bei p<0,05 im Ver- gleich zwischen chirurgischen Protokollen.82)

Eingriff Patient 1 Monat 3 Monate 5 Monate p-Wert

Lappenlos 1 0,23±0,05 (0,23) 0,13±0,05 (0,13) 0,05±0,06 (0,05)

2 0,12±0,06 (0,12) 0,10±0,06 (0,10) 0,06±0,07 (0,06)

3 0,15±0,07 (0,15) 0,11±0,05 (0,11) 0,02±0,06 (0,02)

4 0,24±0,06 (0,23) 0,13±0,07 (0,13) 0,02±0,03 (0,02)

5 0,23±0,1 (0,23) 08±0,03 (0,08) 0,05±0,01 (0,05)

Lappenlos (Durchschnitt) 0,19±0,06 (0,19) 0,11±0,03 (a) (0,11) 0,04±0,03 (b) (0,04) (a) 0,023 (b) 0,039

Standard 6 0,31±0,16 (0,31) 0,19±0,04 (0,19) 0,09±0,12 (0,09)

7 0,33±0,21 (0,33) 0,25±0,14 (0,25) 0,11±0,05 (0,11)

8 0,10±0,01 (0,10) 0,11±0,07 (0,11) 0,04±0,01 (0,04)

9 0,18±0,11 (0,18) 0,15±0,12 (0,15) 0,09±0,04 (0,09)

10 0,16±0,03 (0,16) 0,12±0,11 (0,12) 0,01±0,03 (0,01)

Standard (Durchschnitt) 0,21±0,01 (a) (0,21) 0,16±0,05 (b) (0,17) 0,06±0,02 (0,06) (a) 0,014 (b) 0,033

Eingriff Patient 1 Monat 3 Monate 5 Monate (a) p-Wert

Lappenlos 1 2,19±0,22 (2,19) 2,21±0,20 (2,21) 2,26±0,19 (2,26)

2 2,24±0,20 (2,24) 2,27±0,23 (2,27) 2,30±0,23 (2,30)

3 2,29±0,18 (2,29) 2,31±0,21 (2,31) 2,34±0,20 (2,34)

4 2,33±0,28 (2,33) 2,37±0,26 (2,37) 2,40±0,25 (2,40)

5 2,19±0,22 (2,19) 2,21±0,20 (2,21) 2,26±0,19 (2,26)

Lappenlos (Durchschnitt) 2,24±1,84 (2,24) 2,27±0,18 (2,21) 2,31±0,03 (2,31)

Standard 6 3,41±0,74 (3,41) 4,19±1,03 (4,19) 4,21±0,12 (4,21)

7 3,15±1,21 (3,15) 4,11±1,20 (4,11) 44±1,05 (4,44)

8 4,32±1,51 (4,32) 4,12±0,13 (4,13) 4,01±1,01 (4,01)

9 4,19±1,33 (4,19) 3,32±0,05 (3,32) 3,54±0,09 (3,54)

10 3,14±0,94 (3,14) 5,23±0,14 (5,23) 4,39±1,93 (4,39)

Standard (Durchschnitt) 3,64±1,02 (b) (3,64) 4,19±1,05 (a) (b) (4,20) 4,11±1,02 (b) (4,11) (a) p=0,029

(b) p-Wert 0,041 0,013 0,033

Abb. 68: Insertionstiefen in mm 1, 3 und 5 Monate nach der Implantation, dargestellt als Mittelwert ± Standardabweichung (Median). (a) Vergleich zwischen den Zeitpunkten für die einzelnen Techniken. (b) Vergleich zwischen den Protokollen.83)

Anmerkung der Redaktion: Innerhalb der Grenzen einer klinischen Pilotstudie, was die Stichprobengröße betrifft, kann man den Schluss ziehen, dass BioHPP® SKY elegance Abutments eine ideale Lösung für Fälle darstellen, in denen ein Implantat nach der Insertion mit einer definitiven Krone sofortbelastet wird. Es ist biokompatibel, weist eine hohe me-chanische Biegefestigkeit sowie Elastizität auf und ermög-licht hochästhetische Ergebnisse.

82) Ebd., 77.83) Ebd

39


84) Vgl. Sánchez de Val JEM, Pérez Albacete Martínez C, Gehrke S, Ramírez Fernández MP, Vicent VG, Gómez Moreno G, Calvo Guirado JL. Peri- implant tissues behavior around non-titanium material: Experimental study in dogs. European Association for Osseointegration Congress; 2016 Sept 29–Oct 1.85) Vgl. Sánchez de Val JEM, Pérez Albacete Martínez C, Gehrke S, Ramírez Fernández MP, Vicent VG, Gómez Moreno G, Calvo Guirado JL. Periim- plant tissues behavior around non-titanium material: Experimental study in dogs. Annals of Anatomy. 2016;206:106

16 Verhalten periimplantärer Gewebe im Umfeld metallfreier Materialien: Experimentelle Studie mit Hunden84)

In dieser Studie wurden sechs männliche Hunde der Rasse American Foxhound untersucht, die etwa ein Jahr alt waren und zwischen 14 und 15 Kilogramm wogen. Den Hunden wurden 48 konische Implantate (blueSKY, bredent medical, Senden, Deutschland) mit 3,5mm Durchmesser und 10mm Länge inseriert. Alle Implantate wurden direkt nach der Insertion mit Abutments ver-sorgt und in zwei Gruppen eingeteilt: Die Kontrollgruppe erhielt 24 Titanabutments, während die Testgruppe 24 BioHPP®-Abutments erhielt (BioHPP® SKY elegance, bre-dent, Senden, Deutschland).

Acht Wochen nach der Operation wiesen alle Implantate eine geeignete Primärstabilität auf. Zwischen den Grup-pen wurden keine statistisch relevanten Unterschiede festgestellt, alle Implantate waren osseointegriert. Die durch die Insertion entstandenen Lücken zwischen Im-plantat und Alveole wurden mit Knochen aufgefüllt und vom Kieferkamm resorbiert.

Bei beiden Gruppen war die Ausformung in der margina-len Defektzone begleitet von deutlichen Dimensionsver-lusten des Knochens sowohl im heiklen Bukkalbereich als auch im substanzstärkeren Lingualbereich.

Die Testgruppe (Abutment aus verstärktem PEEK) zeig-te die besten Ergebnisse hinsichtlich der Stabilisierung des Weichgewebes sowohl in der lingualen als auch in der bukkalen Analyse. Die radiologische Untersuchung bestätigte die Resultate der histologischen Analyse auf Knochenebene: In den beiden Gruppen (Titan und PEEK) wurde ein größerer Verlust des bukkalen Knochens im Vergleich zum lingualen Knochen beobachtet.

José Eduardo Maté Sánchez de ValCarlos Pérez Albacete Martínez Sergio GehrkeMaría P. Ramírez FernándezVicente G. VicentGerardo Gómez MorenoJosé L. Calvo GuiradoUniversidad Católica San Antonio de Murcia (UCAM)Biotecnos-UCAM Research CenterUniversity of Granada

Abb. 69: Links ist die Anlagerung des Weichgewebes an ein Titanabut- ment zu sehen, rechts die Anlagerung an ein BioHPP®-Abut- ment. Rechts ist deutlich das höhere Niveau des Weichgewebes lingual zu erkennen.85)

PM = Periimplantäre Mukosa IS = Implantatschulter LC = Lingualer Knochenkamm BC = Bukkaler Knochenkamm

40


Abb. 70: PM-Bc: Abstand zwischen periimplantärer Mukosa zum bukkalen Knochenkamm; PM-Lc: Abstand zwischen periimplantärer Mukosa zum lingualen Kno-chenkamm; PM bucal-IS: Abstand zwischen periimplan-tärer Mukosa zur Implantatschulter auf bukkaler Seite; PM lingual-IS: Abstand zwischen periimplantärer Mukosa zur Implantatschulter auf lingualer Seite; IS Bc: Abstand vom oberen Rand der Implantatschulter zur ersten Kontaktstelle Knochen-Implantat auf bukkaler Seite; IS-Lc: Abstand vom oberen Rand der Implantatschulter zum lingualen Knochenkamm. Werte als Durchschnitt ± Sd und Median. Nicht parametrischer Friedman-Test. (*) Signifikante Unterschiede, p<0.05.

Abb. 70: Lineare Messungen in Millimetern.86)

86) Sanchez, Periimplant tissues behavior, EAO Congress 2016.87) Ebd.88) Ebd.89) Ebd.90) Ebd.

Titan PEEK p-Wert

PM-Bc 2.74 ± 0.41 3.11 ± 0.26* 0.032

2.74 3.11

PM-LC 2.91 ± 0.03 3.71 ± 0.18 * 0.008

2.91 3.71

PM bucal-IS 2.35 ± 0.87 2.95 ± 0.53 * 0.015

2.35 2.95

PM lingual-IS 2.65 ± 0.43 3.57 ± 0.38 * 0.003

2.65 3.57

IS-BC 2.04 ± 0.11 * 1.53 ± 0.21 0.011

2.04 1.53

IS-LC 1.93 ± 0.14 * 1.41 ± 0.19 0.029

1.93 1.41

Abb. 71: ISQ: Implant Stability Quotient. Messungen am Tag der Inser- tion und nach acht Wochen. Ergebnisse als Durchschnitt und Median. Signifikante Unterschiede, p<0.05.87)

ISQ Value Insertion 8 Wochen p-Wert

Durchschnitt ± Sd

Median Durchschnitt ± Sd

Median

Abutment BioHPP® 74.46 ± 4.55 74.46 69.53 ± 0.47 69.53 0.16

Abutment Titan 74.19 ± 4.29 74.19 70.80 ± 0.67 70.80 0.23

BIC (%) Titan PEEK p-Wert

Durchschnitt ± Sd 61.29 ± 1.45 62.52 ± 4.630.32

Median 61.29 62.52

Abb. 72: BIC: Bone Implant Contact. Friedman-Test der BIC-Werte, Vergleich zwischen Titan und Hybrid-PEEK-Titan-Abutments, acht Wochen nach Implantatsetzung. Daten zeigen Durch- schnitt, SD und Median. Signifikante Unterschiede, p<0.05. Keine Unterschiede gefunden.88)

41


Abb. 73: Radiologische Aufnahmen der Implantate mit PEEK-Abutment (links) und Titanabutment (rechts).89)

Der Einsatz verstärkter Titan-PEEK-Abutments bietet viele ästhetische Vorteile gegenüber konventionellen Materialien. Die weiße Farbe der Abutments ermöglicht die Ausformung feiner gingivaler Biotypen ohne die Beschränkungen konventioneller Titanabutments. Das Material mit seiner hohen Biokompatibilität kann zur Sofortversorgung verwendet werden: ein Abutment, ein Mal. Die quantitative histomorphometrische Auswertung des Weichgewebes zeigte, dass es Unterschiede zuguns-ten von PEEK-Abutments gab: Das periimplantäre Weich-gewebe wies bei den PEEK-Abutments eine größere Höhe und Dicke auf. Dies deutet darauf hin, dass es keinen periimplantären Knochenverlust gegeben hat und dass eine biologische Abdichtung des Abutments stattgefun-den hat.

Anmerkung der Redaktion: Mit den Einschränkungen einer Tierstudie kann geschlussfolgert werden, dass verstärkte PEEK-Titan-Abutments aufgrund ihrer hohen Biokompatibi-lität eine effektive Alternative zu konventionellen Abutments darstellen. So kann das Material zur Erhaltung der Knochen-höhe und der Weichgewebsstabilität beitragen.

Abb. 74: Radiologische Analyse der ersten Kontaktstelle Knochen- Implantat zur Implantatschulter. Werte als Durchschnitt ± Sd und Median. Nicht parametrischer Friedman-Test. (*) Signifi- kante Unterschiede, p<0.05.90)

Titan PEEK p-Wert

Bukkaler Knochen Durchschnitt ± Sd 1.96 ± 0.21 * 1.43 ± 0.110.013

Median 1.96 1.43

Lingualer Knochen Durchschnitt ± Sd 1.78 ± 0.33 * 1.28 ± 0.430.031

1.78 1.28

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Literaturverzeichnis

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Studienergebnisse 2011-2018

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